WO2001076955A1 - Recipient d'emballage, corps d'emballage le comprenant et procede d'emballage - Google Patents

Description

明 細 書 包装容器、 それを含む包装体、 及び包装方法 (技術分野）

本発明は、 包装容器、 それを含む包装体、 及び包装方法、 特に、 フランジにフ ィルムを接着することにより被包装物を包装するための包装容器、 それを含む包 装体、 及び包装方法に関する。 (背景技術）

包装容器の中に収容した被包装物をフィルムによって包装することは、 従来か ら行われている。 広く行われている方法として、 被包装物を容器内に載置してフ イルムによつて容器全体を覆うオーバ一ラップ方式や、 包装容器を型枠に固定し て容器上面にフィルムを被せて熱溶着する型枠固定シール方式などが挙げられる しかし、 上記の各方式には、 それそれ問題点が存在する。

オーバーラップ方式の場合には、 包装容器全体をフィルムで覆って底面でフィ ルム同士を合わせて熱接着するため、 容器本体とフィルムとの界面は単なる接触 でしかなく、 中身が液状のものである場合には傾けると液が漏れる恐れがある。 すなわち、 オーバ一ラップ方式には、 密封性に劣るという問題点がある。 また、 容器全体を覆うため、 容器の平面的な大きさの数倍のフィルムを使用しなければ ならず、 フィルムの使用量が多くなつて省資源化ゃゴミ処理の観点からも問題が ある。

一方、 型枠固定シール方式の場合には、 容器に対してそれぞれ熱圧着用の型枠 が必要であり、 容器サイズや容器形状への対応の柔軟性を欠くため、 多種の包装 容器を必要とする業界では採用されない傾向が強い。

そこで、 本願出願人は、 特願平 1 1— 1 3 7 0 2 5号において、 包装容器 （ト レー） の上面を覆うフィルムに加熱したローラを傾斜した状態で当て、 包装容器 のフランジ上でローラを転がす手法を提案している。 この方式であれば、 容器ご との型枠を必要とせず、 なお且つ、 所定の角度に傾斜させたヒートローラによつ て包装容器とフィルムとの熱接着及び熱溶断を同時に為すことができる。 したが つて、 多種にわたる容器形状に対応し、 なお且つ密封性の優れた容器を得ること が出来る。

ただ、 既存の容器は、 フランジが水平面に沿った形状であるか、 あるいはフラ ンジがカールした形状である。 従って、 ヒートローラを然るべき角度にしてフラ ンジに当てても、 両者は線接触となって十分な接着強度が得られないことがある 。 また、 線シールでは、 密封性、 特に液体にたいする密封性が低いことが問題点 となる。 さらに、 ピンホールが発生する恐れもある。

(発明の開示）

本発明の課題は、 所定の角度に傾斜させたヒートローラによって包装容器とフ イルムとの熱接着を行う場合において十分な接着強度を得ることのできる包装容 器、 それを含む包装体、 及び包装方法を提供することにある。 請求項 1に係る包装容器は、 底面と、 壁面と、 フランジとを備えている。 底面 は、 被包装物を載置するための面である。 壁面は、 底面を取り囲むように、 底面 から上方に延びている。 フランジは、 壁面の上端部から外方に延びている。 また 、 フランジは、 壁面側の湾曲部と、 湾曲部の外側に位置する傾斜部とを有してい る。 そして、 傾斜部は、 その上面の断面が実質的に直線である。 また、 湾曲部は 、 壁面と傾斜部とが連続的な形状となるように形成されている。

従来の包装容器のフランジ形状は、 水平面に沿った平面形状もしくはカールし た湾曲形状となっており、 加熱されたローラ （熱体） を傾斜状態で接触させると 線接触となる。 したがって、 包装容器と包装容器の上面に被せられたフィルムと は、 線シールのような状態で接着される。 この場合、 流通過程の搬送や衝撃によ つて容易に破断、 剥離され、 収納した被包装物が露出したりする可能性が高い。 また被包装物が液体であれば、 液漏れが生じることとなる。 また、 線接着である がために熱体の移動時に摩擦等により線シールされた接着部にピンホール等が開 き、 密封性が保たれない場合がある。 そこで、 本請求項の包装容器には、 熱体が接触する角度に概ね合わした傾斜を つけたフランジを形成することにした。 そして、 このフランジの傾斜部の上面を 直線 （上面の断面を直線） としたため、 傾斜した熱体がフランジに当たったとき に包装容器とフィルムとが線シールではなく面シールされるようになり、 より強 固で密封性の高い接着が得られることとなる。 ここでいうフランジの傾斜部の直 線は、 実質的に直線であればよい。 すなわち多少の湾曲があっても、 熱体がフラ ンジに当った時にその押し当たる圧力によってフランジの接触面が直線となり、 面接着可能になるものであってもよい。

なお、 傾斜をつけたフランジの直線状傾斜部の傾斜角度は、 はじめから熱体の 傾斜角と平行である場合と、 シール時に熱体を押し当てる際の圧力によりシール されると同時にシール圧によつて熱体の傾斜角とほぼ同一となる場合とがある。 いずれの場合も、 面接触して、 面シールがなされる。 後者の場合には、 熱体を押 し当てることにより傾斜角度が合わさってくるために、 フランジにおいて内側か ら外側に向けてシール圧の圧力勾配が生じる。 このため、 フランジ外縁ほど圧力 が強くなり、 当該圧力によって、 フィルムをより切断 （熱溶断） し易い状態が形 成される。 従って、 好ましくは、 後者の様に熱体を押し当てることによって熱体 とフランジの直線状傾斜部の傾斜角度を合わせる方がよい。

また、 従来の包装容器を使って傾斜ヒートローラによるシールを行うと、 シー ル時に、 シール部分の内側に位置するフランジの部分で、 フィルムが包装容器に 対して密着していない （完全には密着していない） 現象が生じる。 すなわち、 シ —ル時において、 包装容器のフランジとフィルムとの間には空気層が形成される 状態になる。

この空気層は、 シール時に熱体から供与される熱量を断熱し、 熱体からの熱量 がフィルムに集中して大きな熱ストレスを与える事になる。 このような現象によ り、 通常の包装に用いるフィルムの耐熱性では、 熱によってピンホールが開くこ とになる。

このピンホールの発生を防ぐためには、 熱体と接触しない部分であっても、 熱 体と近距離に接近する部分については、 熱体からの熱量をフィルムに集中させな いように、 フィルムを包装容器に密着させておく必要がある。 これに鑑み、 本請求項の包装容器では、 フランジの傾斜部 （シール部分） の内 側に湾曲部を形成し、 フィルムが湾曲部に密着するようにした。 これにより、 熱 体からの熱量は、 傾斜部とフィルムとを熱接着させる他は、 フランジの湾曲部な どを伝って放熱されるようになる。 したがって、 従来の包装容器で発生するよう なピンホールが抑えられ、 密封性のよい包装が可能となる。

なお、 フィルムと包装容器のフランジとを密着させ、 その状態を維持する為に は、 装置でフィルムを引張り、 フィルムに張力が掛つた状態を維持し、 なお且つ 包装容器のフランジの傾斜部及び湾曲部の表面がフィルムとの十分な接着を行う 為の接触面積を有している方がよい。 すなわち、 点接触ではなく面接触する状態 (十分に静摩擦係数が確保できる状態)であり、 表面が滑らかな状態であるほうが 良い。 一般的に光沢を有する程度の表面状態であれば、 十分にフィルムと包装容 器とを密着させることができる。 フィルムを密着させることは、 先に述べたよう にシール時の熱体からの熱量をフィルムに集中させず、 ビンホール等の発生を防 ぐ為に必要である。 また、 包装容器の包装後の美称性の問題より、 フィルムに多 少張力が掛つた状態の方が、 内容物を入れて包装した際の外部からフィルムを通 して内容物を確認する際のフィルムの透明性や可視性が上がり、 美称性が向上す る。 また、 消費者の購買意欲を向上させるためにも、 フィルムに張力を掛け、 美 称性の向上を囟る方が好ましい。 よって、 当該発明では、 フィルムに張力を張つ た状態で維持すると同時に熱体によりシールするので、 シール直後にシール部に 張力が直接掛からないようにする為にも、 フランジの表面による摩擦力によって 中心側へ掛かつているフィルムの張力を低減させ、 シール直後のフィルム張力に よるシール不良の発生の可能性を出来る限り低減させる為にもフランジの表面は 滑らかである方がよい。 請求項 2に係る包装容器は、 請求項 1に記載の包装容器であって、 傾斜部が、 底面に対して傾斜角度 2 0 ° から 6 0 ° の範囲で傾斜している。 請求項 3に係る包装容器は、 請求項 1又は 2に記載の包装容器であって、 傾斜 部の幅が 2 mm以上である。 テスト結果から、 フィルムと熱接着される傾斜部の幅が 2 mm以上あれば、 接 着強度や密封性が高いレベルで確保されることが確認された。 請求項 4に係る包装容器は、 請求項 1から 3のいずれかに記載の包装容器であ つて、 フランジの表面には接着剤が塗布されている。 請求項 5に係る包装体は、 請求項 1から 4のいずれかに記載の包装容器と、 フ イルムとを備えている。 フィルムは、 包装容器の上面を覆い、 周囲がフランジに 接着される。 請求項 6に係る包装体は、 請求項 5に記載の包装体であって、 フィルムの周囲 は、 フランジの湾曲部に空隙無く沿い、 フランジの傾斜部に接着される。 請求項 7に係る包装体は、 請求項 5又は 6に記載の包装体であって、 フランジ は、 突出部をさらに有している。 この突出部は、 傾斜部の外周側に配置され、 フ イルムを切断させる。 請求項 8に係る包装体は、 請求項 5から 7のいずれかに記載の包装体であって 、 フィルムの周囲が湾曲部及び傾斜部に密着した状態で、 傾斜した熱体が傾斜部 に当てられて、 フィルムがフランジに熱接着される。 請求項 9に係る包装方法は、 第 1工程、 第 2工程、 第 3工程、 及び第 4工程を 備えている。 第 1工程では、 傾斜したフランジを周囲に有する包装容器に、 被包 装物を載せる。 第 2工程では、 包装容器の上方にフィルムを供給し、 そのフィル ムに張力を掛ける。 第 3工程では、 包装容器を上昇させ、 張力がかかった状態の フィルムに対してフランジを当接させる。 第 4工程では、 フィルムが当接してい るフランジに対して、 熱体を、 フランジの傾斜角度よりも大きな傾斜角度で押し 当てる。

ここでは、 包装容器の傾斜したフランジに対して、 そのフランジの傾斜角度よ りも大きな傾斜角度で熱体を押し当てている。 これにより、 通常包装容器には弾 力性があるため、 熱体が押し当てられることによってフランジが熱体に沿うよう に変形し、 熱体がフランジに当たったときに包装容器とフィルムとが線シールで はなく面シールされるようになる。 これにより、 強固で密封性の高い接着が得ら れる。

また、 熱体が押し当てられたときのフランジの変形は、 シール部分の外側端部 において他の部分よりも強い圧力が掛かっている状態を生み出す。 特に、 プラス チックトレ一にょうに弾力性の大きな包装容器の場合には、 シール部分の内側と 外側との圧力差が大きくなる。 このため、 熱体からの熱やフィルムの張力により 、 フィルムをシール部分の外側端部において容易に溶断することができる。 例え ば、 シール完了時においてフィルムのシール部分とその外方部分との間に張力が 掛かっている状態にしておけば、 フィルムが自動的に溶断されるようにすること も可能である。

なお、 フランジの傾斜角度と熱体の傾斜角度との差は、 小さすぎれば溶断性が 低下し、 大きすぎると面シールが困難になるため、 溶断性及び面シールが両立す るように適当な値に設定することが望ましい。

また、 請求項 9に記載の包装方法の場合には、 包装容器の傾斜したフランジに 対して、 そのフランジの傾斜角度よりも大きな傾斜角度で熱体を押し当てている ため、 フィルムがフランジの頂点で接着することが殆どなく、 ほぼフランジの傾 斜している部分だけが面シールされる。 もし、 フランジの頂点が接着されてしま うと、 熱体が離れてフランジがもとの形状に戻ったときに頂点の接着点ではフィ ルムが軟化状態であり、 しかもそこには張力がかかるので、 溶断もしくはちぢれ 変形のようなことが起こって包装物の商品価値を落とす。 しかし、 ここではフラ ンジの頂点でフィルムが接着されることが殆どなくなるため、 そのような不具合 の発生が抑えられる。 請求項 1 0に係る包装方法は、 請求項 9に記載の包装方法であって、 第 4工程 では、 フランジと熱体との接触部分の幅が 2 mm以上となるように、 熱体をフラ ンジに押し当てる。 (図面の簡単な説明） 第 1図は、 第 1実施形態におけるトレーの原材料の断面図。

第 2図は、 第 1実施形態におけるトレーの断面図。

第 3図は、 第 1実施形態における包装装置の概略図。

第 4図は、 第 1実施形態における包装動作の説明図。

第 5図は、 第 1実施形態における包装動作の説明図。

第 6図は、 第 1実施形態における包装前のトレー， ストレッチフィルム， 及び ヒートローラの平面図。

第 Ί図は、 第 1実施形態におけるヒートローラのシール動作平面図。

第 8図は、 第 1実施形態におけるシール前のストレツチフィルム F mのフラン ジ 1 3に対する密着状態図。

第 9図は、 第 1実施形態におけるシール及び溶断中のヒートローラ， トレ一， 及びストレッチフィルムの状態図。

第 1 0図は、 従来のトレ一と第 1実施形態のトレーとのシール動作中のストレ ツチフィルムの状態図。

第 1 1図は、 第 3実施形態のシール及び溶断中のヒートローラ， トレ一， 及び ス トレッチフィルムの状態図。

第 1 2図は、 第 4実施形態のシール及び溶断中のヒートローラ， トレ一， 及び ストレツチフィルムの状態図。

(発明を実施するための最良の形態）

[第 1実施形態]

< トレーの原材料 >

本発明の一実施形態に係るトレ一 （包装容器） の原材料の断面図を、 図 1に示 す。 この原材料は、 プラスチックシートである。 このプラスチックシート 9 0を 真空圧空成形することによって、 トレ一が成形される。

図 1に示すプラスチックシート 9 0は、 熱溶融性のプラスチック材料層 9 1 , 9 3と発泡プラスチック材料層 9 2とを貼合させた構成となっている。

トレーの上面となる熱溶融性のプラスチック材料層 9 1は、 後述する熱体 （ヒ ートローラ 3 ) によってストレヅチフィルムと熱接着される層であり、 ストレツ チフィルムと熱接着可能な材質でなければならない。 ここでは、 エチレン酢酸ビ ニル共重合体/キャ夕ロイポリプロピレン/ェチレン酢酸ビニル共重合体の 3層 構造のストレッチフィルムを用いるため、 熱溶融性のプラスチック材料層 9 1と して、 ストレッチフィルムと同質のものを用いている。 具体的には、 エチレン酢 酸ビニル共重合体、 ポリプロピレン、 あるいはポリエチレンを、 熱溶融性のブラ スチック材料層として用いている。

発泡プラスチック材料層 9 2としては、 ポリスチレンやポリプロピレン等の発 泡体を用いている。

また、 トレーの外面となるプラスチヅク材料層 9 3についても、 プラスチック 材料層 9 1と熱収縮率がほぼ同等な材質を使用する。 このように、 同様な収縮率 をもつプラスチック材料層 9 1 , 9 3が両面に貼合されている材料を原材料に使 うため、 成形後のトレーの変形が抑えられる。

なお、 ストレッチフィルム及びトレ一の原材料として、 ガスバリヤ性を重視す る場合にはエチレンビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコール等のフィ ルムを、 保香性を重視する場合にはポリエステル （ポリエチレンテレフ夕レート やポリエチレンナフ夕レート等） のフィルムを、 多層構造の中に少なくとも一層 以上用いればよい。 これらの材質は、 バリヤの対象となるガスによって材質及び 厚みを選択すればよい。 また、 アルミ蒸着やセラミックス蒸着等の蒸着によって ガスバリヤ性を持たせることも可能である。 さらに、 アルミ箔ゃ鉄箔等の金属を バリヤ層として用いることも可能であり、 トレーについては接着層である最内層 以外の層に用いることができる。 但し、 ストレッチフィルムに対しては、 金属を バリヤ層に使うと透明性が阻害されるため、 採用が難しい場合もある。

<トレーの形状 >

上記のような図 1のプラスチックシート 9 0を原材料として、 真空圧空成形機 を用い、 図 2に示す断面形状のトレ一 1 0を成形する。

図 2に示すように、 トレー 1 0は、 長方形の底面 1 1と、 4枚の壁面 1 2と、 13とから構成されている。 4枚の壁面 12は、 底面 1 1を取り囲むよ うに底面の四辺から上方に延びている。 フランジ 13は、 壁面 12の上端部から 外方に延びる部分である。

フランジ 13は、 壁面 12側の湾曲部 13 aと、 湾曲部 13 aの外側に位置す る傾斜部 13 bとから形成されている。

湾曲部 13 aは、 壁面 12と傾斜部 13 bとが連続的な形状となるように形成 されている。 この湾曲部 13 aの曲率については、 ストレッチフィルムをトレ一 に密着させることを考慮すると、 R2 (半径 2 mm) 〜R 10、 好適には、 R 3 〜R 8となる。

傾斜部 13bは、 図 2に示すように、 その上面の断面が実質的に直線となって おり、 湾曲部 13 bの外周端から斜め下方に延びている。 この傾斜部 13 bの底 面 1 1に対する傾斜角度ひ （図 2参照） は、 後述するヒートローラ （熱体） 3が 接触した際に面接触するように、 20° 〜60° の範囲に設定される。 この傾斜 角度ひの範囲としては、 5° 〜90° が考えられるが、 ヒートローラ 3の傾斜な どを考慮すると、 好適には 20° 〜60° である。 先述したように、 ここでのヒ 一卜ローラ 3の傾斜角度とフランジ 13の傾斜部 13 bの傾斜角度ひとは、 必ず しも同一である必要はなく、 むしろ、 ヒートローラ 3をシール時に押し当てる際 に傾斜部 13 bの傾斜角度ひとヒートローラ 3の傾斜角度とが概ね合うように 各々の角度を設ける方が好ましい。

また、 所定のシール幅を確保する為に、 フランジ 13の幅を寸法 Dだけ確保し ている （図 2参照）。 このフランジ 13の幅寸法 Dとしては、 lmm〜1 5mm が想定されるが、 好適には、 3mm~10mmである。 そして、 フランジ 13の 傾斜部 13 bの幅寸法が 2 mm以上確保されていることが望ましい。

<トレーとストレツチフィルムとの熱接着動作 >

次に、 トレーにストレッチフィルムを熱接着させる包装装置の動作について説 明する。 包装装置 1は、 特願平 1 1— 137025号に開示している包装装置と 同様のものである。

図 3に示すようにトレー 10が保持部材 2上に載ると、 フィルム供給機構 5の セット部 5 1からストレッチフィルム Fmが繰り出される。 繰り出されたストレ ツチフィルム F mは、 搬送ローラ 5 2 a， 5 2 bに掛け渡されている 2本のベル ト B及び押さえローラ 5 2 c， 5 2 dに掛け渡されている 2本のベルト Bを搬送 方向 （図 6の左右方向） に対して直交する方向に移動させ、 ストレッチフィルム F mを幅方向 （図 6の上下方向） に引き伸ばす。 これにより、 ストレッチフィル ム F mには幅方向に沿った張力がかかる。

次に、 リフト機構 6の移動部 6 3が上昇し、 トレ一 1 0がストレッチフィルム F mを突き上げて停止する （図 4参照）。 このときには、 トレ一 1 0の突き上げ により、 ストレッチフィルム F mには搬送方向に沿った張力がかかる。 また、 ス トレツチフィルム F mは、 図 8 (拡大図） に示すように、 トレ一 1 0のフランジ 1 3の湾曲部 1 3 aの外側部分及び傾斜部 1 3 bに密着した状態となる。

次に、 押さえ板 7 3に対するレバ一機構 7 4の下方への付勢を解除させ、 リン ク機構 7 2を開放することにより、 ヒートローラ 3が自重によってトレー 1 0に 接触するまで移動する （図 5参照）。 これらのヒートローラ 3がそれそれ独立し ているため、 それそれのヒートローラ 3は、 概ね同じ圧力でトレ一 1 0に接触す る。

次に、 モー夕 8 2によって回転軸 8 1を所定角度だけ回転させることで、 図 7 に示すようにヒートローラ 3が回転する。 すると、 ヒートローラ 3は、 トレ一 1 0の周囲 （フランジ 1 3 ) をなそるように移動し、 トレ一 1 0とストレッチフィ ルム F mとを熱融着させてシールしていく。 このとき、 ヒートローラ 3は、 フラ ンジ 1 3上を転動しながら移動する。

ヒートローラ 3がトレー 1 0の周囲に沿って移動するときの両者の接触部分付 近を拡大したものを、 図 9に示す。 トレ一 1 0は、 上部開口が前後左右に張力の かかったストレッチフィルム F mで覆われた状態にある。 そして、 ストレッチフ イルム F mは、 トレ一 1 0のフランジ 1 3の湾曲部 1 3 aの外側部分及び傾斜部 1 3 bに圧着している。 ヒートローラ 3は、 そのストレッチフィルム F mとフラ ンジ 1 3との接触部分に斜めに当たって、 熱と力とを加えている。 これらの熱と 力とにより、 ストレッチフィルム F mとフランジ 1 3とが熱融着する。

また、 このときには、 トレー 1 0のエッジ部分 （ここではヒートローラ 3が当 たっているフランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの外周端部） においてストレツチフィル ム F mに熱及び力が集中し、 ストレツチフィルム F mに張力が発生していること で、 トレ一 1 0のエッジ部分でストレッチフィルム F mが溶けて切り離される （ 図 9参照）。 より詳細に説明すると、 図 8に示すように水平面に対するヒート口 —ラ 3の角度がフランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの角度よりも若干大きく設定されて おり、 図 9に示すようにヒートローラ 3がフランジ 1 3に当たったときにはヒー トローラによる圧力がフランジ 1 3の外周端部で一番大きくなるため、 ストレツ チフィルム F mの張力により、 フランジ 1 3の外周端部でストレツチフィルム F mが溶断される。 フランジ 1 3の外周端部で圧力が一番大きくなることから、 フ ランジ 1 3には湾曲部 1 3 aから外周端部に向けて圧力勾配が存在する。 したが つて、 フィルム F mとフランジ湾曲部 1 3 a近辺では圧力が外周端部に比べ弱く なっており、 シールされるフランジ 1 3の内周端部の境界において、 熱と圧力に よる負荷が軽減され、 ストレツチフィルム F mに対して負荷を掛けることなくシ ールされることになる。 ストレツチフィルム F mとトレ一 1 0とがシールされた 後のフランジ 1 3の断面写真を観察したところ、 トレ一 1 0の内側シール端面で フィルムに対して熱及び圧力によるクラック、 フィルムの劣化が生じていなかつ た。 このことからも、 ピンホールやクラック等の発生が抑えられることとなる。 ヒートローラ 3によるトレ一 1 0へのストレツチフィルム F mのシールを終え ると、 ヒートローラ 3を引き上げリフト機構 6によってトレー 1 0を下降させた 後に、 シール包装されたトレー 1 0が保持部材 2から取り出される。 次のサイク ルに移るときには、 トレー 1 0のシール包装により一部が熱溶断されて抜かれた ストレツチフィルム F mは、 卷取り部 5 3の駆動によって巻き取られる。

<従来のトレーとのシール動作の比較 >

図 1 0に、 従来のトレー 1 0 0にストレツチフィルム F mをシールする場合と 、 本実施形態のトレ一 1 0にストレツチフィルム F mをシールする場合とを示す

(従来のトレ一）

図 1 0 ( a ) は、 従来のトレ一 1 0 0にストレヅチフィルム F mをヒートロー ラ 3によって熱溶着する際のフランジ 1 1 3近傍の拡大図である。 トレ一 1 0 0 のフランジ 1 1 3は、 第 1湾曲部 1 1 3 aと、 水平部 1 1 3 bと、 第 2湾曲部 1 13 cと、 垂直部 1 13 dとから構成されている。 図から明らかなように、 ヒー トローラ 3がフランジ 1 13の第 2湾曲部 1 13 cと接触することで、 トレ一 1 00とストレツチフィルム Fmとがシールされる。 また、 第 2湾曲部 1 13 cに 近い垂直部 1 13 dの外側の空間においては、 フランジ 1 13とストレツチフィ ルム Fmとの間に空気層 S 1が形成される。 この空気層 S 1が断熱材の役割を果 たすため、 ヒートローラ 3からの熱量が第 2湾曲部 1 13 cと垂直部 1 13 dと の境目部分にあるストレツチフィルム Fmに集中し、 そこでストレツチフィルム Fmが熱溶断される。

しかし、 従来のトレ一 100では、 同様にストレツチフィルム Fmとフランジ 1 13の水平部 1 13 bとの間に空気層 S 2が形成される傾向がある。 この空気 層 S 2は、 ヒートローラ 3からの熱量の断熱材の役割を果たし、 シール部分の内 側において熱によるピンホールを発生させる恐れが高い。 このようなピンホール が開いたのでは、 トレー 100内の密封性が保つことができなくなる。 また、 ビ ンホールが大きくなれば、 包装自体が為されなくなる。

(本実施形態のトレー）

図 10 (b) に本実施形態のトレ一 10に対してストレッチフィルム Fmを熱 シールさせるときの状態を示す。 トレ一 10の場合、 湾曲部 13 aの外側に傾斜 部 13 bを配置しているため、 ストレヅチフィルム Fmがフランジ 13の傾斜部 13 b及び湾曲部 13 aの外側部分を密着して覆う。 そして、 ヒートローラ 3は 、 主として傾斜部 13 bに当たり、 湾曲部 13 aには殆ど当たらない。 したがつ て、 図 10 (a) に示すような空気層 S I, S 2が形成されることがなく、 ビン ホール等が開くことなく安定してシールが行われる。

こうしたフランジ 13を有するトレ一 10とストレツチフィルム Fmとをヒ一 トロ一ラ 3によって熱溶着させるときには、 湾曲部 13 aが若干変形してヒート ローラ 3の傾斜角とフランジ 13の角度とが概ね合った状態で、 ヒ一トロ一ラ 3 が回転しながら移動する。 このように熱溶着させるため、 概ねフランジ 13の幅 全体でシールが為される。 また、 ヒートローラ 3からの熱量は、 傾斜部 13bと ストレツチフィルム Fmとを熱接着させる他は、 湾曲部 13 aを伝って放熱され るようになる。 したがって、 ビンホール等が開く危険性も回避される。 <従来のトレーとの測定結果の比較 >

次に、 本実施形態に係るトレ一 10の具体例と従来のトレー 1 00の具体例 ( 比較例） との比較測定の結果を示す。

トレー 1 0の原材料として、 両側の表面層が 40 m厚の無延伸のポリプロビ レンフィルム （CPP) で、 それらの間に挟まれる基材が発泡ポリスチレンシー ト （厚み 1. 5 mm、 重量 2 60 g/m²) であるものを使った。 これは、 共押 出し成形により製造され、 CPP (40〃m) /発泡ポリスチレン （ 1. 5mm ) /CPP (4 O m) の 3層からなるシートである。 そして、 このシートを型 枠にセッ トし、 真空圧空成形機にて食品用トレー 10を得た。

トレ一寸法は、 外径が 130 mmx 18 Omm、 深さが 30 mm、 フランジ角 度ひが 35° 、 フランジ幅が 5mm、 湾曲部の曲率が R 5 mmである。

本トレー 1 0を上述のようなヒート口一ラ式のストレツチフィルム包装装置に セットし、 ストレツチフィルム Fmをトレー開口部にヒートシールした。

ストレッチフィルム Fmとしては、 リニアローデンシティ一ポリエチレン （L LDPE) ノキヤ夕ロイポリプロピレン Zリニア口一デシシティ一ポリェチレン (LLDPE) の厚み 1 5〃mの 3層構成からなるストレツチフィルム Fmを使 用した。

シ一ル温度 （ヒートローラ温度） は、 1 90°Cに設定した。

比較例であるトレ一 1 00についても、 トレー 10と同材質からなるものを用 い、 図 1 0 (b) に示すような形状のフランジ 1 1 3を有する同程度の寸法のも のとした。

両者のシール強度の測定とピンホールの発生具合を確認した。 結果を、 表 1に 示す。

【表 1】 シール強度

サンプル ピンホール発生状況

[gf/15讓 j

卜レー 10 578.7 発生なし

トレ一 100 361.1 全て 2個以上発生 *シール強度の測定には、 東洋精機 (株)製万能試験機スト口グラフ VI- Cを使用。

* N数は 10とし、 15mm幅にカットした後、 引張試験機にてシール強度を測定。 *シール強度は、 トレーの周方向全体の平均値を採用。 この結果の通り、 本発明の具体例であるトレ一 1 0では、 安定して 5 0 0 g f / 1 5 mm以上のシール強度が得られていることが判る。

これに対し、 比較例であるトレ一 1 0 0においては、 ほとんどのものにピンホ —ルが発生しており、 発生しないサンプルは得られなかった。

この結果から、 次のようなことが明らかとなる。 すなわち、 トレー 1 0のフラ ンジ 1 3にヒートローラ 3の傾斜角に対応した傾斜角を持つ傾斜部 1 3 bを形成 し、 且つ湾曲部 1 3 aを設けてトレ一内部方向に向かってはヒートローラ 3が接 触しない個所までストレツチフィルム F mがトレー 1 0の表面 （湾曲部 1 3 aの 表面） に接触するようにしているため、 ヒートローラ 3の熱量がストレッチフィ ルム F mだけに集中することなく必ずトレー 1 0へも伝達されるようになり、 ス トレツチフィルム F mにかかる熱ストレスが低減されてピンホールの発生が抑え られている。

[第 2実施形態]

<トレーの原材料、 形状、 接着剤塗布、 及びヒートシール >

本実施形態では、 ポリプロピレンからなる厚み 0 . 8 mmのシートを使って、 真空圧空成形にてトレーを成形した。

トレー寸法としては、 外径 1 4 O mm x 2 1 O mm, 深さ 2 5 mm, フランジ 角度ひが 3 5 ° 、 フランジ幅 1 O mmとした。 このフランジに接着剤、 東洋モー トン製ホヅ トラヅカー型ヒートシール剤 A D— 1 7 9 0 - 1 5を塗布した。 今回はテストであったので、 これを非自動的にフランジに一定量を塗布し、 充 分乾燥させた。

完全に乾燥した後、 ヒートローラ式ストレッチフィルム包装機にセットし、 ス トレツチフィルムのヒートシールを行った。

シールに用いたストレツチフィルムとしては、 エチレン酢酸ビニル共重合体/ キヤ夕ロイポリプロピレン /ェチレン酢酸ビニル共重合体の 3層構造からなる 1 5 d m厚みのものを用いた。

<シール強度の測定とピンホールの発生具合の確認 >

第 1実施形態のものと同様に、 トレーにストレツチフィルムをヒートシールし たものを対象として、 ヒートシール強度を測定した。

測定結果からは、 完全に強固な接着が得られた。 N数 = 1 0 ( 1 0個の対象品 ) で測定を実施した結果、 全て 5 0 0 g f Z l 5 mm以上の強度が確認できた。 また、 ビンホールの発生も確認されなかった。

これは、 接着剤が、 ヒートローラからの熱量を吸収して溶融し、 ストレッチフ イルムをフランジに完全に接着させたことを示している。 また、 これは、 ストレ ツチフィルム単体にヒ一トローラからの熱量がかかる現象を抑えることでピンホ ールの発生を抑えたことを示している。

上記各実施形態では、 ヒートローラの傾斜角に概ね合わせた傾斜部と、 ヒート ローラ付近にストレヅチフィルムのみではなく トレー自身若しくは接着剤といつ た空気層以外のものを介在させることができる湾曲部とによってフランジを形成 している。 これにより、 各実施形態のシール強度の測定結果から明らかなように 、 ヒートローラからの熱量のストレッチフィルムへの集中が抑えられ、 ピンホ一 ル等の不良発生が少なくなる。 また、 より安全に確実なシールを行うことができ るようになる。

[第 3実施形態]

上記実施形態では、 フランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの外周端部においてストレッ チフィルム F mに熱及び力を集中させてストレツチフィルム F mを溶断する方式 を採っているが、 より圧力を掛けてより確実に溶断するために、 フランジ 1 3を 図 1 1に示す形状にしてもよい。

図 1 1に示すトレ一 1 0のフランジ 1 3では、 傾斜部 1 3 bの外周側に突出部 1 3 cが形成されている。 この突出部 1 3 cは、 ヒートローラ 3に向かって突出 しており、 ストレツチフィルム F mを溶断する役割を果たす。 突出部 1 3 cの先 端は尖っており、 突出部 1 3 cとヒートローラ 3との間に挟まれるストレツチフ イルム F mには高い圧力が作用する。 このため、 ストレッチフィルム F mは、 こ の部分において確実に溶断されることになる。

また、 接着剤として、 発泡ホットメルト型接着剤を用いることも可能である。 包装容器の表面とフィルムの内面を溶融させて接着させる場合、 ヒートローラか ら供給された熱量が空気中に発散して、 熱効率が低下する問題がある。 ここで発 泡ホットメルト型の接着剤を接着剤として用い、 これをフランジに塗布すれば、 ヒートローラからの熱量を発泡接着剤自体が吸収し、 その熱量によって発泡接着 剤が溶融して、 接着剤としての機能を果たすこととなる。 [第 4実施形態]

図 2では、 ヒートローラ 3の傾斜角度とフランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの傾斜角 度ひとが概ね等しい場合のものを示しているが、 図 1 2に示すように、 ヒ一トロ ーラ 3の傾斜角度/?がトレー 1 0のフランジ傾斜部 1 3 bの傾斜角度ひよりわず かに大きくなるような構造を積極的に採用することも望ましい。

<トレー及びヒートローラの相対関係 >

図 1 2は、 ストレツチフィルム F mに張力を掛けた状態でトレー 1 0の上面に フィルム F mをセットし、 ヒートローラ 3によってシールを行う状態を示してい る。 図 1 2 ( a ) に示すように、 ここでは、 ヒートローラ 3が、 フランジ 1 3の 傾斜部 1 3 bの傾斜角度ひに対し若干大きい傾斜角度/?の傾斜を有している。

<シール動作 >

傾斜角/?のヒートローラ 3と傾斜角ひのフランジ 1 0の傾斜部 1 3 bとがシー ルされるときには、 図 1 2 ( b ) に示すようにシールが為される。 トレー 1 0の フランジ 1 3は、 傾斜角/?のヒートローラ 3によって圧力が掛けられて変形し、 傾斜部 1 3 bの傾斜角がひからヒートローラ 3の傾斜角/?に近づく。 この時、 フ ランジ 1 3の湾曲部 1 3 aの鉛直中心線が角度 yだけ傾き、 ヒートローラ 3及び フランジ 1 3の互いの傾斜角度がほぼ等しい形となる。 なお、 トレー 1 0のフラ ンジ 1 3は、 弾性を有しており、 ヒートローラ 3で圧力を掛けることにより傾斜 部 1 3 bが傾き、 その傾斜角度が変わる。

ヒートローラ 3によって圧力が掛けられ傾斜角度がほぼヒ一トロ一ラ 3に合つ た形となったフランジ 13の傾斜部 13 bは、 その直線部分においてストレツチ フィルム Fmと面シールされる。 そのシール幅は、 ストレッチフィルム Fmとヒ —トロ一ラ 3が接触している部分の幅であり、 2 mm以上が確保される。 このと き、 フランジ 13の外側端部は、 ヒートローラ 3に当接している部分の圧力勾配 の頂点に位置することになる。 このヒートローラ 3からの圧力に加え、 ヒート口 ーラ 3による熱量及びストレツチフィルム Fmのトレー外方への張力が作用する ことにより、 ストレッチフィルム Fmは、 フランジ 13の外側端部において溶断 される。

なお、 フランジ 13の内側部分には、 ストレッチフィルム Fmと接触している もののヒートローラ 3とは接触しない部分が、 距離 r (図 12 (b)参照） だけ 存在する。

<特徴 >

(1)

ヒートシール後、 ヒートローラ 3が離反すると、 フランジ 13の弾性変形が解 け、 図 12 (c) に示すようにフランジ 13が元の傾斜角度まで戻される。 この 状態において、 フランジ 13の湾曲部 13 aの外側部分には、 熱接着していない もののストレッチフィルム Fmと密着している個所が、 距離 （図 12 (c) 参 照） だけ存在する。 この距離 rは、 トレ一 10上に張られているストレッチフィ ルム Fmの張力を保持し、 ヒートシールされた部分 dの内側端面への負荷をかな り軽減し、 シール不良を防ぐ役割を果たす。

シールされる前のフランジ 13の湾曲部 13 aの鉛直中心線よりも内側に入つ たところまでシールが為されるとすれば、 シール部分はフランジ 13とストレツ チフィルム Fmとの密着部分の内側端部にまで及ぶことになり、 ヒートローラ 3 によって直接熱せられてしまう。 このため、 そのシール部分の内側端面にあるス トレツチフィルム Fm、 すなわち接着したものの完全には冷却されていない状態 のストレツチフィルム Fmに対して、 ストレツチフィルム Fmの張力が直接作用 して、 ストレッチフィルム Fmが固化する前に、 シール部分の内側端面 （密着部 分の内側端部） においてストレツチフィルム Fmが破れるもしくはピンホールが 発生する等の不良が発生する。 これに対し、 本実施形態では、 ヒートローラ 3の傾斜角度/?を、 シール時にフ ランジ 1 3の湾曲部 1 3 aの鉛直中心線よりも外側までがシールされ内側までは シールされないような状態になるように設定しているため、 ストレツチフィルム F mが破れるもしくはピンホールが発生する等の不良の発生が抑制される。

( 2 )

また、 トレー 1 0は、 シートの状態から真空圧空成形により指定の形状に成形 され、 成形後、 指定フランジ寸法に端部を切断されて得られるものである。 この 成形工程時には、 金型はトレー 1 0の外側に設置されており、 外寸は正確に成形 可能であるものの、 内側の寸法を正確、 厳密に成形することはかなり難しい。 ま た、 フランジ 1 3の端部の切断時にも切断刃が四方均一に切断することは極めて 困難であり、 フランジ 1 3に成形シートの一部が残り、 フランジ 1 3の端面に平 坦部が形成されていることもあり得る。 このように、 トレー 1 0のフランジ 1 3 は、 成形による傾斜誤差並びに端部切断時の切断誤差を有している場合がある。 したがって、 同一トレ一においても、 四方すベてのフランジ 1 3が完全に同一 の傾斜角度ひである傾斜部 1 3 bを有しているわけではなく、 また端部にも切断 誤差となる水平な平坦部を有しているものもある。

これら成形時の誤差によるシール不良の発生を抑える為にも、 ある程度の誤差 を許容できるシール機構でなければならない。 この点に鑑みても、 本実施形態の ように、 フランジ 1 3の傾斜角度ひよりもヒートローラ 3の傾斜角度/?がわずか に大きくなる構造を採ることが好ましい。

( 3 )

成形時の誤差によりフランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの傾斜角度ひがヒートローラ 3の傾斜角度^よりも大きくなつてしまった場合には、 ヒートローラ 3がフラン ジ 1 3の外側端部に接触しない状態になり、 熱溶断が出来ないケースが生じるこ とも考えられる。 しかし、 本実施形態のようにヒートローラ 3の傾斜角度/?がフ ランジ傾斜部 1 3 bの傾斜角度ひよりもわずかに大きくなっていれば、 成形時の 誤差によりフランジ 1 3の傾斜部 1 3 bの傾斜角度ひがヒートローラ 3の頁斜角 度 ?よりも大きくなつてしまうことは殆ど起こらない。 (産業上の利用可能性）

本発明を利用すれば、 フランジに傾斜部を形成し、 傾斜部の上面を直線とした ため、 傾斜した熱体がフランジに当たったときに包装容器とフィルムとが面シー ルされるようになり、 より強固で密封性の高い接着が得られる。

また、 傾斜部の内側に湾曲部を形成したため、 フィルムが湾曲部に密着するよ うになり、 熱体からの熱量が湾曲部を伝って放熱されるようになる。 したがって 、 従来の包装容器で発生するようなピンホールが抑えられ、 密封性のよい包装が 可能となる。

さらに、 別の本発明を利用すれば、 包装容器の傾斜したフランジに対して、 そ のフランジの傾斜角度よりも大きな傾斜角度で熱体を押し当てているため、 フラ ンジの変形で包装容器とフィルムとが面シールされるようになり、 シール部分の 外側端部において他の部分よりも強い圧力が掛かってシール部分の外側端部にお いて容易にフィルムを溶断できるようになり、 フランジの頂点でストレツチフィ ルムが接着されることが殆どなくなりフィルムに穴が開いたりする不具合が抑え られる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 .

被包装物を載置するための底面と、

前記底面を取り囲むように前記底面から上方に延びる壁面と、

前記壁面の上端部から外方に延びるフランジと、

を備え、

前記フランジは、 前記壁面側の湾曲部と、 前記湾曲部の外側に位置する傾斜部 とを有し、

前記傾斜部は、 その上面の断面が実質的に直線であり、

前記湾曲部は、 前記壁面と前記傾斜部とが連続的な形状となるように形成され ている、

2 .

前記傾斜部は、 前記底面に対して傾斜角度 2 0 ° から 6 0 ° の範囲で傾斜して いる、 請求項 1に記載の包装容器。

3 .

前記傾斜部の幅が 2 mm以上である、 請求項 1又は 2に記載の包装容器。

4 .

前記フランジの表面には接着剤が塗布されている、 請求項 1から 3のいずれか に記載の包装容器。

5 .

請求項 1から 4のいずれかに記載の包装容器と、

前記包装容器の上面を覆い、 周囲が前記フランジに接着されるフィルムと、 を備えた包装体。

6 .

前記フィルムの周囲は、 前記フランジの湾曲部に空隙無く沿い、 前記フランジ の傾斜部に接着される、 請求項 5に記載の包装体。

7 .

前記フランジは、 前記傾斜部の外周側に配置され前記フィルムを切断させる突 出部をさらに有している、 請求項 5又は 6に記載の包装体。

8 .

前記フィルムの周囲が前記湾曲部及び前記傾斜部に密着した状態で、 傾斜した 熱体が前記傾斜部に当てられて、 前記フィルムが前記フランジに熱接着される、 請求項 5から 7のいずれかに記載の包装体。

9 .

傾斜したフランジを周囲に有する包装容器に被包装物を載せる第 1工程と、 前記包装容器の上方にフィルムを供給し、 前記フィルムに張力を掛ける第 2ェ 程と、

前記包装容器を上昇させ、 張力がかかった状態の前記フィルムに対して前記フ ランジを当接させる第 3工程と、

前記フィルムが当接している前記フランジに対して、 熱体を、 前記フランジの 傾斜角度よりも大きな傾斜角度で押し当てる第 4工程と、

を備えた包装方法。

1 0 .

前記第 4工程では、 前記フランジと前記熱体との接触部分の幅が 2 mm以上と なるように、 前記熱体を前記フランジに押し当てる、

請求項 9に記載の包装方法。