JPH11268712A

JPH11268712A - ヒートシール装置

Info

Publication number: JPH11268712A
Application number: JP7050698A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yamamoto; 本昭彦山; Sada Shirakuma; 熊必白; Toshihiro Nishimura; 村稔弘西
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】特に結晶化度の高いポリエチレンフィルムを
ベルトシール方式でヒートシールする場合であっても、
シール強度を充分高くすることができるヒートシール装
置を提供する。【解決手段】略一定長のチューブ状フィルム１２、１
３の所望とするヒートシール部分を互いに対面する一対
の無端状のベルト８、９間に挟み込みつつ供給し、その
供給の途中で前記ヒートシール部分を前記無端状のベル
ト８、９の側方に配置されたヒータブロック４で順次加
熱してヒートシールするヒートシール装置において、前
記ヒータブロック４の前記チューブ状フィルムに当接す
る熱影響部１４の内容物側に向かった辺を略円弧状に形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヒートシール装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、米、肥料、化学品、建材などは、
ポリエチレン製の袋に充填され、流通ルートに乗せられ
ている。このような袋は、先ずインフレーション成形に
よってチューブ状フィルムを製造し、ここから個別に切
断され、そして、内容物が充填される前にヒートシール
装置により一端開口が封止され、さらに、内容物が充填
された後、残りの他端開口が封止されている。

【０００３】この場合、チューブ状フィルムは、熱融着
によって開口部がシールされるが、内部に収容される物
品が、重量物である場合には、強いシール強度が要求さ
れる。

【０００４】この種の包装には、通常、ベルトシール方
式によりシールされることが多い。この方式は、例えば
図８に示したように、一対の回転する無端状ベルト１、
２間にチューブを構成する２枚のフィルム３ａ、３ｂを
対面させた状態で挟むとともに、所定間隔毎に配置され
たヒータブロック４によりベルト１、２の側方からフィ
ルム表面を加熱し、続いて、下流側に配置された冷却ブ
ロック５でヒートシール部分を冷却してシールする方式
である。

【０００５】ここで、従来のヒータブロック４は、図９
に示したように、その幅Ａが１５ｍｍ、高さＢが８ｍｍ
で、長さＣが２００ｍｍ程度の直方体形状に形成されて
いる。そして、Ｂ×Ｃの一方面が直接の熱影響部を構成
しており、この熱影響部がベルト１、２を介してフィル
ム３ａ、３ｂに押し当てられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の袋に
充填される物は、重量があり、かつ嵩が張るため、袋に
入れて持ち運ぶ際に、誤って落下させてしまうと、袋の
シール部分に応力が集中し、このシール部分を押し開い
てしまうことがあった。

【０００７】また、袋に入れて保管する場合も、通常多
段にして積載されるため、その重量によってシール部分
が開封してしまう虞れがあった。したがって、これらを
収容するための袋は、特にシール部分の強度が普通の包
装袋より高いことが求められている。

【０００８】一方、袋の材料に多く用いられているポリ
エチレンフィルムは、一般に結晶化度が高くなると、ヒ
ートシール部分の強度が低下する傾向にあるため、従来
からヒートシール方法の改善が求められていた。

【０００９】本発明は上記実情に鑑み、特に結晶化度の
高いポリエチレンフィルムをベルトシール方式でヒート
シールする場合であっても、シール強度を充分高くする
ことができるヒートシール装置の提供を目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者等は、誠意検討した結果、下記のようなヒー
トシール装置に到達した。

【００１１】すなわち、本本発明に係るヒートシール装
置は、略一定長のチューブ状フィルムの所望とするヒー
トシール予定部分を互いに対面する一対の無端状のベル
ト間に挟み込みつつ供給し、その供給の途中で前記ヒー
トシール予定部分を前記無端状のベルトの側方に配置さ
れたヒータブロックで順次加熱してヒートシールするヒ
ートシール装置において、前記ヒータブロックの前記チ
ューブ状フィルムに当接する熱影響部の内容物側に向か
った辺が略円弧状に形成されてなることを特徴としてい
る。

【００１２】ここで、前記熱影響部の高さが３ｍｍ〜５
ｍｍの範囲であることが好ましい。また、前記所望とす
るヒートシール幅を複数回に分けてシールするヒータブ
ロックを有することが好ましい。

【００１３】このようなヒートシール装置によれば、ヒ
ートシールされた部分の強度が高くなることが、実験か
ら確認された。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係るヒートシール装置の要部を示す概略
平面図で、ヒータブロック４の他は図８と略同様に構成
されている。

【００１５】このヒートシール装置２０では、加熱領域
Ａから冷却領域Ｂに向かって同一速度でフィルムが搬送
されるベルト８、９の搬送方向に沿って、プーリ６ａ，
６ｂからなる一対の案内プーリ６と、プーリ７ａ，７ｂ
からなる一対の案内プーリ７とが、所定間隔離間して配
置されている。なお、図１において、ベルト８、９の離
間距離は便宜的に大きく示されているが、実際には２枚
のフィルム１２、１３を挟んで運搬できる距離に調整さ
れている。

【００１６】ここで、上記した無端状のベルト８、９
は、離型性の良い樹脂、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）が表面にコーティングされている。ま
た、これらのベルト８、９は、図示しない駆動手段によ
り、図１の左方から右方に向かって同一速度で矢印Ｄで
示した方向へ運行し、またそれ自体回転している。

【００１７】加熱領域Ａには、図８の場合と同様に、電
熱ヒータ等で適宜な温度に加熱することが可能なヒータ
ブロック４がベルト８、９に沿って所定間隔をおいて複
数個配置され、また冷却領域Ｂには、ヒートシールされ
た部分を適宜な温度に冷却することが可能な冷却ブロッ
ク５が所定間隔をおいて配置されている。なお、冷却ブ
ロック５は、例えばウォータジャケットなどで構成する
ことができる。

【００１８】さらに、このシール装置２０では、図２の
縦断面図に示したように、一対のベルト８、９の下方
に、搬送用ベルト１０、１１が別個に配置されており、
２枚のフィルム１２、１３は、特にこれらの搬送用ベル
ト１０、１１に挟持され、図１の矢印Ｄ方向に搬送され
ている。

【００１９】ここで、上記ヒータブロック４は、図３に
示した形状に形成されている。すなわち、ヒータブロッ
ク４は、一辺が突出した直方体形状を呈しており、この
突出した部分がフィルム１２、１３への直接の熱影響部
１４として機能する。また、図示したヒータブロック４
の辺Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの長さは、それぞれ１５ｍｍ，
３ｍｍ，２００ｍｍ，８ｍｍ，１０ｍｍである。これら
の辺Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのうち、辺Ｂの長さ（高さ）は
３ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好ましいが、他の辺の長さはこ
れに限定されない。さらに、熱影響部１４を構成する内
容物側の辺Ｆは、円弧状に形成されている。

【００２０】図３において、この湾曲した辺Ｆは、熱影
響部１４の下端側となるが、これに加えてその上端側を
円弧状に形成することもできる。以下、図１のシール装
置２０を用いて、実際に、フィルム１２、１３をシール
する場合の条件等について説明する。

【００２１】ここで、互いに対面する一対のヒータブロ
ック４、４はベルト８、９の流れ方向に沿って所定間隔
離間して２組配置されている。また、互いに対面する一
対の冷却ブロック５、５も同様に２組配置されている。
ヒートシールされるフィルムとしては、チューブ状のイ
ンフレーションフィルムを押しつぶした扁平形状のポリ
エチレンフィルムが採用され、その一枚の厚さは約０．
１３ｍｍである。また、ＰＴＦＥがコーティングされた
無端状ベルト８、９の加熱領域における離間距離ｅは、
０．２０ｍｍ〜０．２５ｍｍである。すなわち、一対の
フィルム１２、１３を合わせた厚さ０．２６ｍｍより狭
い間隔に設定されている。したがって、ベルト８、９を
介してヒータブロック４で熱影響を受けて溶融されるフ
ィルム１２、１３は、特に外部から強く圧着しなくても
ベルト８、９で挟持された状態で融着されることにな
る。

【００２２】このように構成されたシール装置２０で
は、図１の左方から一対のポリエチレンフィルム１２、
１３が右方に向かって供給され搬送される。このとき、
所望とするヒートシール予定部分は、バンド８、９間に
挟まれている。そして、フィルム１２、１３のヒートシ
ール予定部分が加熱領域Ａを通過するときに、上記した
如く所定間隔離間して配置された２つのヒータブロック
４の熱影響部１４で加熱され溶融される。

【００２３】このようにして溶融されたフィルム１２、
１３は、案内ローラ６、７を通過して冷却領域Ｂ内に移
送され、ここで、冷却ブロック５、５により急冷され、
溶融部分が確実に固着されることになる。

【００２４】なお、本発明によれば、ヒータブロック４
の熱影響部１４の高さＢすなわちヒートシール幅は、従
来例に比べて半分程度でしかない。したがって、チュー
ブ状フィルムには、この狭い幅でヒートシールされるこ
とになる。一般に、チューブ状フィルムのヒートシール
幅（すなわち、図３における高さＢ）は、通常、大きけ
れば大きい程シール強度が高いように思われていたが、
実際には、そうではなく、本発明のように３ｍｍ〜５ｍ
ｍの範囲にしたときに強いシール性が発揮されることが
確認された。

【００２５】その理由は明確にはなっていないが、おそ
らく以下のような理由によるものと推測している。即
ち、本発明のように、ヒータブロック４の熱影響部１４
における内容物側の辺Ｆが円弧状に形成されていると、
ここでヒートシールされた融着部分が内容物から力を受
けた場合に、袋はふくらみ、外周面側に緩やかなアール
が形成される。

【００２６】一方、内容物側の辺Ｆが円弧状に形成され
ていない従来例の場合は、即ち角形状では、誇大に言え
ばフィルム１２、１３の肉厚方向に向かって強く食い込
む形でヒートシール部分が形成される。この部分にさら
に応力が働くと、ノッチ効果により、ヒートシール部分
が破壊され易くなるものと考えている。

【００２７】本実施例のようにヒートシール部の外周面
に緩やかなアールを形成するヒータブロックの形状は、
図３の形状に何ら限定されず、種々の形状が採用でき
る。例えば、図４に示したように、突出した熱影響部１
４をヒータブロック２２の上端側に形成しても良い。あ
るいは、図５に示したように、ヒータブロック２３の全
体の形状を断面台形状にすることもできる。また、図６
に示したヒータブロック２４のように、２つの突出部１
４を上下に所定間隔離間して設けることもできる。この
場合には、袋の一端部にヒートシール部分が２つ同時に
形成されることになる。このように、２つのシール部分
を設けると、幅の狭いシール部であっても２つ形成され
ている分、シール強度が高いという安心感を使用者に与
えることができる。しかしながら、実際にはシール部分
が１つであっても、上記の３ｍｍから５ｍｍの幅であれ
ば極めて良好なシール性が得られることが確認されてい
る。

【００２８】さらに、図３、図４、図５および図６に示
した例では、いずれも円弧状の辺Ｆが下側の角部に形成
されているが、これは、前述したように袋の内容物に接
する側の位置である。また、本発明では、これに加え
て、円弧状の辺Ｆを内容物に接することのない端部にも
形成することができる。

【００２９】以下、本発明によるシール装置２０でヒー
トシールしたポリエチレンフィルムと、本発明を適用し
ないでヒートシールしたポリエチテンフィルムの比較例
との、シール強度及び落袋強度を測定した結果を表１に
示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】なお、この実験結果は、チューブ状フィル
ムの一端部に、２本のシール部を形成してシール強度を
調べたものである。すなわち、図３、図４および図５の
ヒータブロックを用いる場合は、加熱領域Ａに、２組の
ヒータブロック４、２２、２３をそれぞれ配置した。ま
た、図６のヒータブロック２４を用いる場合は、一度に
２本のヒートシールが形成されるので、１組のヒータブ
ロックのみを配置した。さらに、冷却領域Ｂでは、いず
れも２組の冷却ブロック５を配置した。

【００３２】表１において、「ブロックの形」はヒータ
ブロックの形状を示したもので、は図３のヒータブロ
ック４に対応し、は図４のヒータブロックに対応し、
は図５のヒータブロックに対応し、は図６のヒータ
ブロックに対応し、は図９のヒータブロックに対応し
ている。また、「ヒータ１」と「ヒータ２」とあるが、
「ヒータ１」は、ベルト８、９による搬送領域の上流側
に配置された一組のヒータを、「ヒータ２」は、その下
流側に配置された一組のヒータをそれぞれ示している。
さらに、「間隙」は、加熱領域Ａあるいは冷却領域Ｂに
おけるベルト８、９間の間隙である。

【００３３】「シール強度」は、試験片を１５ｍｍの幅
に切断して、その試験片の引張強度を調べたものであ
る。「落袋強度」とは、袋に肥料２０Ｋｇを収容し、そ
の袋を脱気シールした後、−５℃で２４時間放置したも
のを試験袋とし、この試験袋を上方より落下させ、片側
の側面を５回、さらに反対側の側面を５回打ち付けると
いう、落下試験を行なったときに、確実に耐えられる高
さを測定し、その高さをもって落袋強度として示したも
のである。

【００３４】さらに、図７は、実施例１〜実施例７と比
較例１〜３で用いたヒータブロックの形状と袋に形成さ
れたヒートシール部分の関係を示したものである。実施
例１では、ヒータ１に図３のヒータブロックを配置し、
ヒータ２に図４のヒータブロックを配置した。この例で
は、先ずヒータ１で袋の内側がシールされ、その後、袋
の外側がヒータ２でシールされる。

【００３５】実施例２では、ヒータ１に図４のヒータブ
ロックを配置し、ヒータ２に図３のヒータブロックを配
置した。この例では、先ずヒータ１で袋の外側がシール
され、その後、袋の内側がヒータ２でシールされる。

【００３６】実施例３では、ヒータ１およびヒータ２
に、図５のヒータブロックを配置した。この例では、先
ずヒータ１で袋の内側がシールされ、その後、袋の外側
がヒータ２でシールされる。

【００３７】実施例４では、ヒータ１にのみ図６のヒー
タを配置した。この実施例では、袋の内側および外側が
同時にヒータ１でシールされる。表１から明らかなよう
に、本発明に係るシール装置でヒートシールした場合、
シール強度は３．９〜４．２であり、比較例１〜３のシ
ール強度が３．３〜３．６であることに対していずれも
高い値を示した。さらに、落袋強度で比べた場合、本装
置による実施例では、１．８〜２．２であるのに対し、
比較例では、１．０〜１．２であり、この場合も本実施
例の方が良好な値を示した。

【００３８】加熱領域の温度条件を同じにしてヒートシ
ールを行なった実施例３と比較例３とを比べてみると、
実施例３では、シール強度が３．９、落袋強度が２．０
であるのに対し、比較例３のシール強度は３．３、落袋
強度は１．１であり、その違いが明らかであった。

【００３９】なお、実施例１と実施例２を比べてみて分
かるように、同じ温度条件であっても実施例１の方が、
落袋強度の結果が高い値を示している。これは、最初の
ヒータ１で内側の部分をシールしたか、外側の部分をシ
ールしたかの違いであると考えられる。これは、２回目
に内側部分をシールしようとすると、最初に外側部分を
シールした時の熱影響が内側部分にも現れるからと考え
られる。したがって、２本のヒートシールを行なう場
合、最初に内容物に接触する内側部分をヒートシールす
ることが好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒー
トシール装置では、ヒートシールする場合の熱影響部の
内容物側に向かった辺が略円弧状に形成されているの
で、内容物から力を受けた場合であっても、強い力に耐
えることができる。

【００４１】また、熱影響部の高さすなわちヒートシー
ル幅を３ｍｍ〜５ｍｍの範囲としたことにより、充分な
強度を得ることができた。さらに、所定のシール幅を複
数回に分けてヒートシールするにあたり、確実なヒート
シール部分を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るヒートシール装置を上方か
ら見た要部平面図である。

【図２】図２は図１におけるフィルム入口側の縦断面図
である。

【図３】図３はヒータブロックの一例を示す斜視図であ
る。

【図４】図４はヒータブロックの他の例を示す斜視図で
ある。

【図５】図５はヒータブロックのさらに他の例を示す斜
視図である。

【図６】図６はヒータブロックのさらに他の例を示す斜
視図である。

【図７】図７は本発明による装置でヒートシールする場
合のヒータブロックの形状とヒートヒールされる位置の
関係を表す模式図である。

【図８】図８は従来のヒートシール装置の平面図であ
る。

【図９】図９は図８のヒートシール装置で採用されたヒ
ータブロックの斜視図である。

【符号の説明】

４ヒータブロック５冷却ブロック８、９無端状のベルト１２、１３フィルム２０ヒートシール装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略一定長のチューブ状フィルムの所望と
するヒートシール予定部分を互いに対面する一対の無端
状のベルト間に挟み込みつつ供給し、その供給の途中で
前記ヒートシール予定部分を前記無端状のベルトの側方
に配置されたヒータブロックで順次加熱してヒートシー
ルするヒートシール装置において、前記ヒータブロックの前記チューブ状フィルムに当接す
る熱影響部の内容物側に向かった辺が略円弧状に形成さ
れてなることを特徴とするヒートシール装置。
【請求項２】前記熱影響部の高さが３ｍｍ〜５ｍｍの
範囲であることを特徴とする請求項１に記載のヒートシ
ール装置。
【請求項３】前記所望とするヒートシール幅を複数回
に分けてシールするヒータブロックを有することを特徴
とする請求項１に記載のヒートシール装置。