JP6016291B2 - 横シールローラ用ヒートシール刃 - Google Patents

Description

本発明は、幅方向に二つ折りされて、それぞれの側部部分に縦シールを施された、多くは積層構造になる、筒状の包装用フィルムに、その全幅にわたる横シール部を形成する横シールローラ用ヒートシール刃に関するものであり、とくには、包装用の、積層構造を可とするフィルムの幅方向の二つ折り部分と、横シール部分とが交差する、被包装物を充填包装してなる、たとえば一袋づつの充填包装袋の、被包装物充填スペースの隅部へのピンホール等の故障の発生を有効に防止することを前提とした技術を提案するものである。

幅方向に二つ折りしてなる、積層構造等の包装用フィルムに縦シールを施して筒状に形成するとともに、該筒状包装用フィルムの全幅にわたって横シール部を形成し、これに被包装物を充填包装してなる、従来の一般的な三方シール構造になる充填包装袋では、被包装物充填スペースの区画に寄与する、縦・横のそれぞれのヒートシール部の辺縁がともに直線状に延在することから、ヒートシール部に直線状の辺縁を境とした折れ曲がりが発生し易く、なかでもとくに、包装用フィルムの幅方向の二つ折り部分と、横シール部の折れ曲がり辺縁とが交差する個所では、被包装物の充填スペースの隅部に、こすれ、摩擦、突き刺し等に起因するピンホールその他の故障が発生し易く、被包装物の漏出が否めなかった。

このようなピンホールその他の、充填包装袋への故障の発生を防止するため、包装用フィルムの二つ折り部分と、横シール部との交差個所で、横シール部に、たとえば、被包装物の充填スペースを減少させる向きに、直線状もしくは曲線状に傾斜する幅増加域を設けて、横シール部の辺縁位置での折れ曲がり抗力を高めることが提案されており、これによれば、包装用フィルムの幅方向の二つ折り部分と、横シール部の辺縁との交差個所での横シール部の折れ曲がりを抑制して、被包装物充填スペースの隅部へのピンホールその他の故障の発生を防止することができる。

しかるに、この提案技術によれば、横シール部の延在長さに応じた適正位置に、横シール部の幅増加域を形成する傾斜シール部分を有するヒートシール刃を充填包装袋の袋幅に応じて多数種類準備することが必要になって設備コストが嵩むことになる他、袋幅の変更の都度、ヒートシール刃の交換が必要になるという作業工数上の問題があった。

この発明は、提案技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、ピンホール等の故障の発生を防止することを前提として、ヒートシール刃の予めの準備本数を不要、ないしは低減させて、設備コストの低減を図るとともに、袋幅の変更に伴うヒートシール刃の交換を不要、ないしは交換の必要性を低減させて、作業工数の増加を抑制する横シールローラ用ヒートシール刃を提供するにある。

この発明の横シールローラ用ヒートシール刃は、相互の近接姿勢で平行に配置され、互いに逆方向に回転駆動される一対の横シールロール本体のそれぞれに取り付けられて、横シールローラ本体の軸線方向に延在するとともに、外表面が横シールローラ本体の周方向に連続して弧状をなし、連続走行されて幅方向に二つ折りされた包装用フィルムのそれぞれの側部部分に縦シールを施されて筒状に形成された筒状包装用フィルムに、被包装物の充填下で、その全幅にわたって横シール部を形成するものであり、対をなす横シールローラの少なくとも一方のヒートシール刃の被包装物充填スペースを区画する両側縁のシール輪郭縁が、横シール部の全長にわたって連続する、正弦曲線状、余弦曲線状等の曲線状もしくは直線状の山、谷からなる波形状であると共に、該両側縁のシール輪郭縁の、少なくとも前記包装用フィルムの二つ折り部分における波形状が、ヒートシール刃の幅方向中央部を境として線対称である。

このようなヒートシール刃では、シール輪郭縁の波形状の振幅および周期を横シール部の全長にわたって一定とすること、および／または、シール輪郭縁を、横シール部の延在方向の中央部を境として線対称に形成することが好ましく、また、ヒートシール刃によって形成される横シール部の延在長さを３０〜２００ｍｍの範囲とすることが好ましい。

この発明の横シールローラ用ヒートシール刃では、とくに、対をなす横シールローラの少なくとも一方のヒートシール刃、より好ましくは双方のヒートシール刃の、被包装物の充填スペースの区画に寄与する、横シール部のシール輪郭縁を、ヒートシール刃の全長にわたって連続する、曲線状もしくは直線状の波形状に形成したことにより、ヒートシール刃の延在長さを所要のものとすることで、被包装物を充填包装してなる充填包装袋の横シール部に、該横シール部の長さ、いいかえれば、充填包装袋の幅寸法のいかんにかかわらず、一以上の波形輪郭縁が形成されることになるので、たとえば、横シール部の幅中央部で一袋づつに切断分離された充填包装袋の横シール部の折れ曲がり抗力を、上記の波形輪郭縁をもって有効に高めることができ、これがため、包装用フィルムの幅方向の二つ折り部分と、横シール部のシール輪郭縁との交差位置での横シール部の折れ曲がりを効果的に抑制して、被包装物充填スペースの隅部へのピンホール等の発生を十分に防止することができる。
また、たとえ横シール部が折れ曲がったとしても、その都度、折れ曲がる位置が変わるため、負荷が一点に集中することがなく、ピンホールの発生等を抑制することができる。

そしてここでは、ヒートシール刃の延在長さを適宜に選択して、シール輪郭縁を、横シール部の全長にわたって連続する波形状に形成することにより、充填包装袋の横シール部の長さ、いいかれば、袋幅のいかんにかかわらず、共通の一種類のヒートシール刃をもって多くの横シール部を常に適正に形成することができるので、多数種類のヒートシール刃を予め準備することが不要になって、設備コストを有効に低減できるとともに、ヒートシール刃の交換のための作業工数の増加を有利に取り除くことができる。

なおここで、対をなす横シールローラのそれぞれのヒートシール刃の、シール輪郭縁をともに波形状に形成して、対向するヒートシール刃をともに適正に整合するものとした場合は、横シール部の所要のシール輪郭縁を形成できることはもちろんである。
この一方で、対をなす横シールローラの一方のヒートシール刃だけにシール輪郭縁を波形状に形成した場合には、他方のヒートシール刃を、該一方のヒートシール刃より広幅とし、ヒートシール刃の作用に当って、一対のヒートシール刃間に所要の力で挟持される筒状包装用フィルム部分を、該一方のヒートシール刃と対応する部分だけとすることで、横シール部に所期した通りのシール輪郭縁を形成することができる。

以上のような横シールローラ用ヒートシール刃において、シール輪郭縁の振幅および周期を横シール部の全長にわたって一定とした場合は、充填包装袋の袋幅のいかんにかかわらず、常に一定の横シール部を形成して、横シール部の、シール輪郭縁の折れ曲がり抗力を、各種の袋幅の充填包装袋について所定値以上とすることができる。

なお、シール輪郭縁を、横シール部の延在方向の中央部を境として線対称にした場合には、ピンホールの発生防止により効果的である。言いかえれば、振幅の大小が入り混じる場合は、横シール部の折れ曲がり位置の十分な分散が難しく、小振幅部分での折り曲がりがより発生しやすくなるため、ピンホールの発生防止効果が小さくなる。

そして、ヒートシール刃によって形成される横シール部の延在長さを３０〜２００ｍｍの範囲とするときは、縦シール長さとの関連の下で、現在広く一般に使用されている、５ｇ〜５００ｇの容量の充填包装袋の横シール部を、単一種類のヒートシール刃によって形成することができる。

ところで、シール輪郭縁を波形状に形成してなるヒートシール刃は、充填包装袋の縦寸法および、横シールローラ本体の直径等との関連において、各横シールローラに一本以上配設できることはもちろんである。

一対の横シールローラを示す斜視図である。 充填包装機を例示する正面図である。 ヒートシール刃のシール輪郭縁形成を例示する平面図である。 実施例の充填包装袋の平面図および、十袋づつのそれぞれの充填包装袋に対する、平均のピンホール発生時間を示すグラフである。

図１に斜視図で示す実施形態において、図中１は一対の横シールローラを示し、これらの横シールローラ１は、図２に正面図で例示するように、たとえば、積層構造になって、原反ロール１１から連続的に繰出し走行される包装用フィルムＦを幅方向の中央部で二つ折りにして、それぞれの側部部分を一対の縦シールローラ１２によって縦シールされて筒状に形成された筒状包装用フィルムＣＦの内側へ、液状その他の被包装物を連続的もしくは間欠的に充填しつつ、筒状包装用フィルムＣＦの全幅にわたる夾雑物シール等を行うべく機能する。

なお、図２中、１ａは、一対の横シールローラ１によって形成された横シール部１３を再度挟持してシール強度を高めるべく機能する第２の横シールローラ対を示し、Ｃは、連続的に製造される連続充填包装袋を、一袋づつ、もしくは所要の複数袋づつに切断分離するカッター機構を示す。

ここで、図１に示す一対の横シールローラ１は、相互の近接姿勢で平行に配置され、互いに逆方向に回転駆動される一対の横シールローラ本体２の軸線方向に延在するとともに、円形、多角形等の横断面外輪部形状とすることができる横シールローラ本体２から半径方向外方へ突出して、外表面が横シールローラ本体２の周方向に連続した弧状をなすヒートシール刃３を、各横シールローラ本体２に一本以上取付けてなる。

なお一対の横シールローラ本体２は、ともに同一の周長を有するものとすることが、一対の横シールローラ１の周速を等しくする上で有利である。
また、一対の横シールローラ本体２のそれぞれに複数本のヒートシール刃３を取付けるときは、それぞれのヒートシール刃３を、横シールローラ本体２のそれぞれの軸線の周りにともに等しい角度間隔で配設することが、相互に対向する一対のヒートシール刃３をともに同期させて作用させる上で好ましい。

また、図１に示すところにおいて、４、５はそれぞれ、一対の横シールローラ本体２の各端部に配設されて、一対の横シールローラ１の、近接方向への押圧下で、外周面で相互に接触して一対の横シールローラ１の一層の接近を拘束する円形フランジを示し、６、７はそれぞれ、ヒートシール刃３の各端部に形成されて、円形フランジ４、５と同一の、または、円形フランジ４、５より半径方向外方へ若干突出する高さを有する、位置規制弧状突部を示し、それぞれの位置規制弧状突部６、７は、相互に対向する一対のヒートシール刃３がともに作用位置に達した場合に、相互の当接下で、筒状包装用フィルムＣＦを挟持したヒートシール刃相互の作用位置を特定するべく機能する他、一対の横シールローラ本体２とは別体になる各個のヒートシール刃３の仕上げ加工等に当って、加工の基準面となるべく機能する。

従って、位置規制弧状突部６、７の半径方向突出高さを円形フランジ４、５のそれより高く設定したときは、一対の横シールローラ１は、対向する一対のヒートシール刃３の作用時には、位置規制弧状突部６、７によって、相互の近接位置を特定されることになり、一対のヒートシール刃３の作用前、および作用後は、円形フランジ４、５の周面の接触下で、相互の近接位置を特定されることになる。

そしてまた図１に示すように、一対の横シールローラ１のそれぞれのヒートシール刃３のシール輪郭縁をともに、横シール部１３（図２参照）の全長にわたって連続する、曲線状の波形状に形成したときは、シール輪郭縁に挟まれる弧状シール面８のそれぞれは、一対のヒートシール刃３の作用時には、筒状包装用フィルムＣＦを挟持して、位置規制弧状突部６、７の相互の当接下で、適正な横シール部１３を形成するに必要な間隔をおいて位置することになる。

ところで、図１に示すところでは、対をなすそれぞれの横シールローラ１のヒートシール刃３の弧状シール面８をともに、同一の形状および寸法を有するものとしているが、対をなす横シールローラ１のいずれか一方のヒートシール刃を、弧状シール面８を有する他のヒートシール刃３より広幅のシール面を有する、波形状シール輪郭縁を有しないものとすることも可能である。
この場合、一対の横シールローラ１の、対向するヒートシール刃３の作用時には、波形状シール輪郭縁を有する弧状シール面８によって挟持される部分にのみ、筒状包装用フィルムＣＦに横シール部１３が形成されることになるので、該横シール部１３は波形状のシール輪郭縁を有することになる。

そしてさらに、図１に示すところでは、シール輪郭縁を、正弦曲線、余弦曲線、円弧等からなる曲線状の波形状としているが、該波形状は、直線状の山および谷からなるものとすることも可能である。

図３に示す、シール輪郭縁の例において、図３（ａ）は、曲線状の波形状をなすシール輪郭縁８ａ、８ｂを設けてなるものであり、図３（ｂ）は、直線状の山および谷からなる波形状をなすシール輪郭縁８ａ、８ｂを設けてなるものである。

なお、包装用フィルムＦの二つ折り部分と、横シール部１３のシール輪郭縁８ａ、８ｂとの交差個所での、シール輪郭縁８ａ、８ｂの形態コントロールを容易にするべく、図３の上下に位置するそれぞれのシール輪郭縁８ａ、８ｂが、ヒートシール刃３の幅中心線に対して対称になるように形成することが好ましい。

以上、シール輪郭縁８ａ、８ｂを、横シール部１３の全長にわたって連続する、曲線状もしくは直線状の波形状に形成する場合について述べたが、かかるシール輪郭縁８ａ、８ｂの波形状の振幅および周期を横シール部１３の全長にわたって一定とすることは、充填包装袋の袋幅の如何に関わらず、共通の一種類のヒートシール刃３によって所要の横シール部１３を常に適正に形成することができるため、設備コストおよび作業工数をかけずに、容易に所要の効果を得ることができる。

そしてまた、ヒートシール刃３によって形成される横シール部１３の延在長さを、３０〜２００ｍｍの範囲とするときは、充填包装袋の袋幅の変更に対しても、同じヒートシール刃３を共用することができ、複数種類のヒートシール刃を準備することが不要になるので、複数のヒートシール刃を予め準備し、そして、所要に応じて交換する場合に比して、設備コストおよび作業工数を大きく低減させることができる。

図４（ａ）に示すように、横シール部１３のシール輪郭縁が直線状をなす、従来の一般的な、被包装物を１０ｍｌ充填包装した、一袋ずつに分離された三方シール充填包装袋と、図３（ａ）に示すように、シール輪郭縁８ａ、８ｂが曲線状の波形状をなすヒートシール刃によって横シール部１３を形成するとともに、包装用フィルムの二つ折り部分と、横シール部１３のシール輪郭縁との交差個所での、一対のシール輪郭縁の形態を、図４（ｂ）に示すような山、図４（ｃ）に示すような谷および山、そして図４（ｄ）に示すような、山の下り途中のように変化させる。そして、１０ｍｌの被包装物を充填包装した、一袋ずつの前記三方シール充填包装袋の各十袋を、３０ｃｍ立方の箱体内に収納し、該箱体を中心軸線の周りに、１回転／秒の速度で回転させて、十分おきに充填包装袋へのピンホールの発生の有無を検査した。その結果、図４（ａ）に示す従来の充填包装機では、ピンホールが発生する時間の平均が３７．５分であったのに対し、横シール部１３のシール輪郭縁を曲線状の波形状とした、図４（ｂ）に示す充填包装袋では、ピンホール発生の平均時間が６４．５分、図４（ｃ）に示す充填包装袋では５０分であり、とくに、図４（ｄ）に示す充填包装袋では６９．５分にまで大きく伸びた。
なお、図４に示す各個の充填包装袋は、形成される横シール部１３の幅中央位置で一袋ずつに切断分離してなるものである。

かくして、この横シールローラ用ヒートシール刃によれば、対をなす横シールローラの少なくとも一方のヒートシール刃のシール輪郭縁を曲線状もしくは直線状の波形状に形成することで、包装用フィルムの二つ折り部分と、横シール部のシール輪郭縁との交差個所で、被包装物充填スペースの隅部へのピンホール等の故障の発生を有効に防止することができ、また、該シール輪郭縁を、横シール部の全長にわたって連続する波形状に形成することで、充填包装袋の袋幅のいかにかかわらず、共通の一種類のヒートシール刃によって、所要の横シール部を常に適正に形成することができるので、多数種類のヒートシール刃を予め準備すること、および予め準備したそれらのヒートシール刃を交換することが不要になって、設備コストおよび作業工数をともに大きく低減させることができる。

１ 一対の横シールローラ
２ 一対の横シールローラ本体
３ ヒートシール刃
４、５ 円形フランジ
６、７ 位置規制弧状突部
８ 弧状シール表面
８ａ、８ｂ シール輪郭縁
１３ 横シール部
Ｃ カッター機構
Ｆ 包装用フィルム
ＣＦ 筒状包装用フィルム

Claims (4)

1. 相互の近接姿勢で平行に配置され、互いに逆方向に回転駆動される一対の横シールロール本体のそれぞれに取り付けられて、横シールローラ本体の軸線方向に延在するとともに、外表面が横シールローラ本体の周方向に連続して弧状をなし、連続走行されて幅方向に二つ折りされた包装用フィルムのそれぞれの側部部分に縦シールを施されて筒状に形成された筒状包装用フィルムの全幅にわたって横シール部を形成する横シールローラ用ヒートシール刃であって、
   対をなす横シールローラの少なくとも一方のヒートシール刃の両側縁のシール輪郭縁が、横シール部の全長にわたって連続する曲線状もしくは直線状の波形状であると共に、該両側縁のシール輪郭縁の、少なくとも前記包装用フィルムの二つ折り部分における波形状が、ヒートシール刃の幅方向中央部を境として線対称であることを特徴とする横シールローラ用ヒートシール刃。
2. 前記シール輪郭縁は、波形状の振幅および周期が横シール部の全長にわたって一定であることを特徴とする請求項１に記載の横シールローラ用ヒートシール刃。
3. 前記シール輪郭縁が、横シール部の延在方向の中央部を境として線対称であることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の横シールローラ用ヒートシール刃。
4. 前記ヒートシール刃によって形成される横シール部の延在長さが、３０〜２００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の横シールローラ用ヒートシール刃

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