JP7387676B2 - 袋体の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の方法は、折りたたまれたシートの間に互いにかみ合うファスナーを配置させ、シートを介してファスナーとシートとの接合部分にレーザービームを集束するように照射させ、互いに接合させる構成が採られている。
本発明は、エネルギー線を利用して良好に接合可能な袋体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明では、帯状部材の幅方向の両端縁から所定の距離を介して、接合層を積層するので、幅方向の両端縁に接合層が位置しない。このことにより、エネルギー線を接合層に照射した際、接合層のみ溶融させることが可能で、帯状部材に張力が作用した場合でも、伸張しやすい幅方向の両端縁が溶融しないので、伸張が抑制される。したがって、帯状部材を良好に接合できる。
ここで、本発明でエネルギー線とは、照射できるものであれば、特に制限はない。例えば、不可視光領域の波長のレーザー光を好適に使用でき、紫外領域の波長、赤外領域の波長などを適宜、選択して使用できる。
また、本発明における帯状部材の幅方向とは、長手方向に対して直行する方向をいう。そして、幅方向の両端縁とは、幅方向の両端に位置する縁をいう。
そして、本発明における接合層とは、フィルムなどの被接合物に接合される層をいう。
この発明では、接合層を設ける位置として、帯状部材の幅方向の両端縁から所定の距離とすることで、接合層が溶融された際の熱負荷が作用しても、伸張しやすい幅方向の両端縁の伸張を、良好に抑制できる。
この発明では、接合層を設ける位置として、帯状部材の幅方向の両端縁から2mm以下とすることで、帯状部材が接合されない幅方向の両端部分が広くなり過ぎず、外観が損なわれることを防止できる。
この発明では、帯状部材の一面側の幅方向の両端に、幅方向の中央より肉厚の補強部を設けているので、幅方向の両端部の剛性が高い。このことにより、エネルギー線を接合層に照射した際、接合層のみ溶融させることが可能で、帯状部材に張力が作用した場合でも、伸張しやすい幅方向の両端部の剛性が高いので、伸張が抑制される。したがって、帯状部材を良好に接合できる。
ここで、幅方向の中央とは、幅方向の中間部分である。
この発明では、所定の融点の樹脂を含有する接合層を設けることで、接合層のみ溶融させ、帯状部材自体は溶融させないことが可能となり、帯状部材を損傷することなく、効率よく被取付部位に取り付けることができる。
この発明では、メタロセン系オレフィンを主成分とする樹脂を用いることで、分子量分布を狭くでき、かつ低融点化も図れるため、低いエネルギーで効率良く接合できる。
この発明では、ジッパーテープの帯状基部に接合層を積層することで、エネルギー線を用いたジッパーテープの接合が良好にできる。
この発明では、係合部が設けられた領域と反対側の面の領域には接合層を設けないことにより、エネルギー線の照射により接合層を溶融した熱により、係合部が変形して良好な係脱ができなくなるという不都合を防止できる。
本発明では、帯状部材の接合層のみを溶融して接合でき、フィルムがエネルギー線により熱劣化したり、帯状部材が伸張したりすることを防止でき、歩留まりが悪化することを防止できる。
本発明では、所定のエネルギー線を吸光する吸光材料を含有した本発明の帯状部材の接合層にエネルギー線を照射して溶融させた後、溶融した接合層をフィルムに圧着させる。このため、フィルムがエネルギー線により熱劣化したり、帯状部材が伸張したりすることを防止でき、歩留まりが悪化することを防止できる。さらに、エネルギー線の照射エネルギーを効率よく接合層の溶融に利用でき、効率よく帯状部材を取り付けできる。
ここで、本発明では、帯状部材またはフィルムは合成樹脂で好適に製造でき、合成樹脂として、特に制限はないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン部材などを好適に使用できる。
この発明では、ロールの周面に保持した帯状部材の接合層に、エネルギー線を照射して溶融させた後、フィルムをロールに巻回して帯状部材に圧着させ接合させる。このことにより、エネルギー線によりフィルムが損傷したり変形したり、帯状部材が伸張したりする不都合を生じず、良好に帯状部材を接合できる。さらに、エネルギー線の照射エネルギーを帯状部材の溶融のみに利用でき、効率よく接合できる。
ここで、本発明では、ロールは回転できる形状であれば、特に制限はなく、例えば円柱状、多角柱状などの形状を好適に使用できる。
また、本発明の照射工程は、ロールに保持されている箇所にエネルギー線を照射する場合に限らず、ロールに保持されている箇所から、帯状部材の移動方向の上流側の箇所に、エネルギー線を照射してもよい。すなわち、照射工程は、ロールに保持されて移動される帯状部材に、エネルギー線を照射すればよい。
この発明では、ロールの導入溝に帯状部材を挿入させて、帯状部材の移動方向に対して交差する幅方向への位置ずれを規制して移動させつつ、エネルギー線を照射して連続的に溶融させることもできる。このことにより、エネルギー線により帯状部材の接合層を短時間で適切に溶融でき、接合作業を短縮できる。
ここで、導入溝は、帯状部材の幅方向の両端が挿入される幅構成に限らず、帯状部材の一部、例えばジッパーテープの雄部や雌部のみが挿入される幅構成も含まれる。
この発明では、不可視光領域の波長のレーザー光を用いることで、広く利用されているレーザー光の利用により、取り扱いが容易で良好に接合させることができる。
この発明では、効率よく帯状部材が接合されたフィルムを製袋するので、製袋までの時間を短縮でき、製袋効率を向上できる。また、帯状部材の接合層のみ溶融するので、フィルムの例えばバリア性や透光性、柔軟性などの特性が損なわれず、良好な袋体を提供できる。さらに、エネルギー線の照射エネルギーを帯状部材の接合層の溶融のみに利用でき、エネルギー効率も向上できる。
[第一実施形態]
第一実施形態では、本発明の袋体であるジッパーテープ付袋体として、食品、薬品、医療品、雑貨などの各種物品を包装するための包装袋を例示する。
図1は、第一実施形態におけるジッパーテープ付袋体の正面を示す。図2は、ジッパーテープ付袋体の図1中のII-IIの位置における断面を示す。図3は、ジッパーテープを示
す平面図で、(A)は雄部材、(B)は雌部材である。
図1,2に示すように、第一実施形態のジッパーテープ付袋体1は、袋本体10と、この袋本体10の内面に取り付けられた帯状部材としてのジッパーテープ20と、を備えている。
袋本体10は、包材となるフィルムである基材フィルム11を2枚重ね合わせて、三方をシールして袋としたものである。この袋本体10は、周縁に一対のサイドシール部12およびトップシール部13が形成され、シールしていない一方(一辺)は、内部に区画された収納空間10Bに被包装物を投入する投入口10Aが形成されている。そして、袋本体10の内面には、トップシール部13に沿って、ジッパーテープ20が取り付けられている。また、ジッパーテープ20の長手方向の両端におけるサイドシール部12の位置では、ジッパーテープ20が押し潰された潰し部16が形成されている。
なお、この袋本体10は、図示しない被包装物が袋本体10の投入口10Aから収納された後は、袋本体10の底辺をシールすることにより、密封状態とされる。
雄部材21は、基材フィルム11に接合される接合部分である長手帯状の雄側帯状基部211と、雄側帯状基部211の一面で幅方向の略中央の位置に長手方向に沿って設けられ、断面が略やじり形状の雄部212とを備えている。
雌部材22は、基材フィルム11に接合される接合部分である長手帯状の雌側帯状基部221と、雌側帯状基部221の一面で幅方向の略中央の位置に長手方向に沿って設けられ、雄部212と係合可能な雌部222とを備えている。雄部212および雌部222により、係合部23が構成される。
同様に、雌側帯状基部221には、図2,3(B)に示すように、雌部222が設けられた一面側と反対側の面に、雌側接合層223が積層形成されている。雌側接合層223は、雌側帯状基部221の幅方向の両端縁221Aから、所定の距離Tを介した位置に積層形成されている。なお、雌側接合層223は、係合部23が設けられた一面側と反対側の面で、係合部23が設けられた領域23Aに対応する領域221Bには設けられていない。
特に、汎用のジッパーテープに主に使用されている点で、各種のポリエチレン、各種のポリプロピレンが好ましい。
吸光材料としては、波長吸収域が800nm以上1200nm以下のレーザー光Xを吸収する、有機系化合物および無機系化合物のうちの少なくともいずれか一方である。
有機系化合物としては、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、アミニウム系化合物、イモニウム系化合物、スクオリウム系化合物、ポリメチン系化合物、アントラキノン系化合物、アゾ系化合物の群から選ばれる少なくともいずれか一種を用いることができる。
無機系化合物としては、金属の単体、金属塩、金属錯体、金属窒化物、金属酸化物、金属水酸化物の群から選ばれる少なくともいずれか一種を用いることができる。
特に、光をほぼ全吸収するカーボンブラックを用いることが好ましい。
密度が920kg/m3を越える、あるいはMFRが5g/10分を越える直鎖状低密度ポリエチレンを、50質量%以上含有した場合にあっては、基材フィルム11との接着性が悪くなる。そして、当該基材フィルム11と接合しても、手で簡単に剥離できる程度の接着強度となってしまう。特に、基材フィルム11がポリプロピレン系樹脂で構成された場合、良好に接合できないおそれがある。
かかるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、850kg/m3以上910kg/m3以下とすることが好ましく、特に、860kg/m3以上905kg/m3以下とすることが好ましい。また、MFRは、1g/10分以上5g/10分以下とすることが好ましい。
なお、密度はJIS K7121に準拠して、MFRはJIS K7210に準拠して(190℃、21.18N荷重)測定するようにすればよい。
例えば、密度が920kg/m3以下、メルトフローレート(MFR)が5.0g/10分を越えるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンと、MFR(190℃、21.18N荷重)が好ましくは0.5g/10分以上20g/10分以下のプロピレンと、炭素数が4~8のα-オレフィン共重合体と、チーグラー系直鎖状低密度ポリエチレンと、エチレン-極性ビニル共重合体と、などを使用することができる。これらの樹脂は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
次に、ジッパーテープ付袋体の製造装置について説明する。
図4は、ジッパーテープ付袋体の製造装置を示す概念図である。図5は、製造装置の一部の側面図を示す。図6は、製造装置の一部の斜視図を示す。
なお、互いに分離された雄部材21および雌部材22は、それぞれ中間ロール71Cを介して第1および第2の接合手段73A,73Bに送られる。
回転ドラム512の周面には、周方向に沿って凹溝状に形成され、雄部材21または雌部材22がそれぞれ挿入される導入溝512A(一方のみ図示)が設けられている。なお、導入溝512Aは、設けなくてもよい。
なお、一対の導入ローラ515は、例えば、導入する基材フィルム11を、回転ドラム512の周面に直接圧着させるように配置してもよい。
ここで、レーザー照射装置514としては、ジッパーテープ20の雄側接合層213および雌側接合層223で吸光され、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融可能ないずれのものを利用できる。例えば、ダイオードレーザーやYAGレーザーなどの固体レーザー、色素レーザーなどの液体レーザー、CO2レーザーなどのガスレーザーを利用できる。特に、連続的にレーザー光Xを照射して、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融可能な構成が好ましい。
このことにより、雄側接合層213および雌側接合層223の全体を均一に溶融させることが容易にでき、また雄側接合層213および雌側接合層223を溶融させる時間をより短縮でき、ジッパーテープ20をより短時間で基材フィルム11に接合できる。また、回転ドラム51が加熱しない、もしくは加熱が抑えられる場合、回転ドラム51に雄部材21または雌部材22が接触した状態で、レーザー光Xを照射可能である。
すなわち、レーザー光Xを照射して、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融してから、冷却固化する前に速やかに、基材フィルム11に圧着するように、レーザー照射装置514を配置する必要があるためである。
再係合手段74は、雄部材21および雌部材22をガイドするガイド部材74Aと、再係合させる一対のローラ74Bと、を備えている。
次に、ジッパーテープ付袋体の製造方法について説明する。
図7は、ジッパーテープ付袋体を製造する工程を示す説明図で、(A)は、ジッパーテープを基材フィルムに取り付けた状態の平面を示す。(B)は、潰しを形成した状態の平面を示す。(C)は、サイドシール部を形成した状態の平面を示す。(D)は、トップシール部を形成した状態の平面を示す。(E)は、ジッパーテープ付袋体の平面を示す。
そして、雄部材21および雌部材22は、それぞれ導入ローラ513により回転ドラム512の導入溝512Aに導入され、回転ドラム512の回転とともに連続走行される。これら連続走行する雄部材21および雌部材22の接合面25Aに、レーザー照射装置514により、レーザー光Xを同時に照射して溶融させる照射工程が実施される。
この照射工程により、雄側接合層213および雌側接合層223が溶融された後、直ちに、供給される基材フィルム11を導入ローラ515により、回転ドラム512の周面に巻回して連続的あるいは間欠的に走行させる。そして、溶融する接合面25Aを、基材フィルム11に圧着させる接合工程を実施する。なお、回転ドラム512の周面に巻回され密着する基材フィルム11が、溶融する接合面25Aに圧着している状態で、接合面25Aは次第に冷却固化され、基材フィルム11に強固に接合される。この接合工程により、図7(A)に示すように、ジッパーテープ20は基材フィルム11間に取り付けられる。
さらに、製袋機75の図示しない潰し形成装置により、基材フィルム11に取り付けられたジッパーテープ20を、所定間隔で加熱して潰し、図7(B)に示すように、潰し部16を形成する。
そして、図7(C)に示すように、製袋機75の図示しないサイドシール形成装置により、潰し部16の位置毎に、基材フィルム11の繰出方向となる長手方向に対して垂直な方向に、サイドシール部12となるサイド区画部17を形成する。
この後、図7(D)に示すように、製袋機75の図示しないトップシール形成装置により、トップシール部13となるトップ区画部19を形成する。
そして、基材フィルム11をサイド区画部17の中心線に沿って切断することにより、図7(E)に示すように、投入口10Aを開口するジッパーテープ付袋体1が得られる。
上述したように、上記第一実施形態では、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221の幅方向の両端縁211A,221Aから、所定の距離Tを介して、雄側接合層213および雌側接合層223を積層したジッパーテープ20を用いている。
このことにより、雄側接合層213および雌側接合層223は、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221の幅方向の両端縁211A,221Aに、位置しない。このため、エネルギー線を雄側接合層213および雌側接合層223に照射した際、雄側接合層213および雌側接合層223のみ溶融させることが可能となる。したがって、製袋時にジッパーテープ20に張力が作用した場合でも、伸張しやすい幅方向の両端縁211A,221Aには溶融の熱負荷が作用しにくいので、伸張を防止できる。よって、ジッパーテープ20を良好に基材フィルム11に接合でき、製造するジッパーテープ付袋体1の歩留まりが悪化することを防止できる。
したがって、ジッパーテープ20を取り付ける基材フィルム11などの熱劣化が生じることを抑制でき、良好に接合できる。
このため、レーザー光Xの照射により、吸光材料が吸光して生じる熱エネルギーを、雄側接合層213および雌側接合層223の低融点樹脂の溶融に直接的に作用できる。したがって、レーザー光Xの照射エネルギーを、効率よくジッパーテープ20の取付に利用できる。
このため、エネルギー線の照射により、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融した熱により、係合部23が変形して良好な係脱ができなくなるという不都合を防止できる。
このため、雄側接合層213および雌側接合層223のみを溶融させることが、容易にできる。仮に、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221などに、レーザー光Xが照射されたとしても溶融しないので、レーザー光Xの照射が容易にでき、装置構成の簡略化も容易に図れる。
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
第二実施形態では、上記各実施形態のジッパーテープ20,25に代えて、伸張されにくい構成としたものである。なお、各実施形態と同一もしくは同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
図8は、第二実施形態におけるジッパーテープ付袋体の一部を切り欠いた断面を示す。
ジッパーテープ80は、雄側帯状基部811および雄部212を備えた雄部材81と、雌側帯状基部821および雌部222を備えた雌部材82とを備えている。
同様に、雌側帯状基部821には、雌部222が設けられた一面における幅方向の両端部に、雌部222が突出する側で、雌側帯状基部821の中央部分の厚さ、すなわち吸収層221Dよりも厚肉に膨出する補強部821Aが、雌部222と並列状に形成されている。さらに、雌側帯状基部821には、雌部222が設けられた一面側と反対側の面に、雌側接合層223が積層形成されている。雌側接合層223は、雌側帯状基部821の幅方向の両端縁221Aから、係合部23が設けられた領域23Aに対応する領域221Bまでの幅で、積層形成されている。
このため、レーザー光Xを照射し、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融して熱負荷が掛かった時でも、雄側帯状基部811および雌側帯状基部821の幅方向の両端部が、製袋時に作用する張力により伸張してしまうことを防止できる。したがって、上記各実施形態と同様に、ジッパーテープ80が伸張したり、基材フィルム11にシワや弛みが生じたりする不都合を生じることなく、良好に接合でき、製造するジッパーテープ付袋体1の歩留まりが悪化することを防止できる。
なお、本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材質、層構成などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。さらに、それらの材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した名称での記載は、本発明に含まれるものである。
具体的には、雄側接合層213および雌側接合層223の熱負荷が係合部23に作用しても、係合部23が変形しない材料などにて形成するなどの場合、一連に設けてもよい。
そして、雄側接合層213および雌側接合層223を積層する構成としては、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221と、雄側接合層213および雌側接合層223とが、面一となるように、埋設させた構成としてもよい。
なお、雄側接合層213および雌側接合層223のみが溶融し、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221が溶融しないように、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221の樹脂より、融点が低い樹脂を用いることが好ましい。融点の差としては、例えば20℃以上、好ましくは30以上とするとよい。
そして、ジッパーテープ20の幅方向の両端部分にそれぞれレーザー光Xを照射する場合に限らず、幅方向における中央部分や全域に照射してもよい。また、幅方向でスキャンするように照射して、雄側接合層213および雌側接合層223を溶融させるようにしてもよい。そして、雄部材21および雌部材22に同時にレーザー光Xを照射する他、同時でなく、例えば交互に照射したり、片側ずつ照射したりしてもよい。さらに、一対の雄側接合層213および雌側接合層223についても同様に、交互に照射したり、片側ずつ照射したりしてもよい。
例えば、1枚の基材フィルム11を折り返して重ね合わせて製袋するなど、三方製袋法、四方製袋法、ピロー式製袋法、回転ドラム式製袋方法など、各種製袋方法にて形成される構成に適用できる。
例えば、断面三角形状や断面四角形状に形成したり、雄側帯状基部811および雌側帯状基部821の中央部分から、次第に肉厚となるように形成したりしてもよい。
具体的には、図9に示すように、開封テープ付袋体90は、袋本体10と、開封テープ91とを備えている。開封テープ91には、雄側接合層213および雌側接合層223と同様の組成の接合層92が、積層形成されている。この接合層92は、開封テープ91の幅方向の両端縁91Aから、所定の距離Tを介した位置に形成されている。
この図9に示す実施形態でも、他の実施形態と同様に、開封テープ91が伸張したり、基材フィルム11にシワや弛みが生じたりする不都合を生じることなく、良好に接合でき、製造するジッパーテープ付袋体1の歩留まりが悪化することを防止できる。
なお、図9に示す実施形態において、基材フィルム11を多層構造で示したが、この限りではない。
また、この開封テープ91についても、第二実施形態のように、補強部811Aのように肉厚に形成した部分を設けることで、幅方向の両端縁まで接着層を設けてもよい。
10……袋本体
11……基材フィルム(フィルム)
20,80…ジッパーテープ(帯状部材)
23……係合部
23A…領域
90……開封テープ付袋体(袋体)
91……開封テープ(帯状部材)
92……接合層
211……雄側帯状基部(帯状基部)
211A,91A…端縁
211B,221B…領域
211D,221D…吸収層(中央)
213……雄側接合層(接合層)
221……雌側帯状基部(帯状基部)
223……雌側接合層(接合層)
512……回転ドラム(ロール)
512A…導入溝
514……レーザー照射装置
811A,821A…補強部
T……距離
X……レーザー光(エネルギー線)
Claims (5)
- 帯状部材をフィルムに取り付けて、袋体を製造する製造方法であって、
前記帯状部材は、第1の樹脂組成物で形成された帯状基部と、
波長吸収領域が800nm以上1200nm以下の吸光材料が、前記第1の樹脂組成物とは異なる第2の樹脂組成物に含有されて形成され、前記帯状基部の幅方向の両端縁から所定の距離を介した位置に積層形成される接合層と
を備え、
前記帯状部材は、互いに係合可能な係合部および係合部に連設された対をなす前記帯状基部を備えたジッパーテープであり、
前記接合層は、前記帯状基部における前記係合部が連設する面と反対側の面に積層され、前記係合部が設けられた領域と反対側の面の領域には設けられず、
前記帯状部材が前記フィルムに重ね合わされる前に、前記帯状部材の前記接合層側から前記接合層に波長が800nm以上1200nm以下のエネルギー線を照射する照射工程と、
前記照射工程で溶融された前記接合層と前記フィルムとを圧着させる接合工程と、を実施する
ことを特徴とする袋体の製造方法。 - 請求項1に記載の袋体の製造方法において、
前記照射工程では、ロールの周面に前記帯状部材を保持させた状態で、前記ロールに沿って前記帯状部材を移動させるとともに、前記帯状部材の前記ロールの外面方向に臨む前記接合層に、前記エネルギー線を照射し、
前記接合工程では、前記エネルギー線を照射する位置より、前記ロールにおける前記帯状部材が移動する方向の下流側に位置して、前記ロールの周面に前記フィルムを巻回して移動させるとともに、前記フィルムを前記帯状部材の接合層に圧着させて接合させる
ことを特徴とする袋体の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の袋体の製造方法において、
前記照射工程では、周方向に沿って凹溝状の導入溝を有したロールを用い、前記導入溝内に前記帯状部材を挿入させた状態で、前記ロールに沿って前記帯状部材を移動させるとともに、前記帯状部材の接合層にエネルギー線を照射する
ことを特徴とする袋体の製造方法。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の袋体の製造方法において、
前記エネルギー線が不可視光領域の波長のレーザー光である
ことを特徴とする袋体の製造方法。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の袋体の製造方法により前記帯状部材が取り付けられたフィルムを製袋する
ことを特徴とする袋体の製造方法。
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