WO2016039214A1 - 包装用フィルムへの易剥離部形成方法、易剥離部を有する包装袋および充填包装機 - Google Patents

包装用フィルムへの易剥離部形成方法、易剥離部を有する包装袋および充填包装機 Download PDF

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packaging film
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film
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秀則 木暮
重臣 阿部
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大成ラミック株式会社
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    • B29C66/83513Jaws mounted on rollers, cylinders, drums, bands, belts or chains; Flying jaws jaws mounted on rollers, cylinders or drums cooperating jaws mounted on rollers, cylinders or drums and moving in a closed path
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0091Damping, energy absorption

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a packaging bag in which an easily peelable and openable seal portion is provided at a spout portion.
  • packaging bags prepared by cooking cooked frozen foods, chilled foods, etc. in a microwave oven together with the packaging bags have been used.
  • a microwave oven packaging bag in order to prevent the packaging bag from expanding and rupturing due to water vapor generated from the packaged food during cooking, for example, as disclosed in Patent Document 2, it is joined in a palm-like shape. It is disclosed that a weak seal portion is provided at the center portion of the back seal, and the weak seal portion can be opened as the internal pressure in the bag increases.
  • an easy peeling part can also be formed by controlling the heat-sealing temperature, pressure, time, etc. to a packaging film, for example, as an easy peeling part provided in a packaging bag, it is made to peel with small force.
  • an adhesive strength that prevents the package object from passing is required. It is very difficult to form an easily peelable part that satisfies such requirements by controlling the heat sealing temperature, pressure, time, etc., especially when the packaging film has excellent low temperature heat sealing properties. It was even more difficult.
  • a method for easily forming an easily peelable portion having adhesive strength required as a packaging bag on a packaging film, and a packaging bag having an easily peelable portion formed by the method An object is to provide a filling and packaging machine using the method.
  • the inventor intervenes at least two packaging films between a horn that emits ultrasonic waves and an anvil arranged to face the horn.
  • the method of forming an easily peelable portion by vibration with ultrasonic waves between packaging films it has been found that it is effective to provide a free vibration layer on at least one of the horn side and the anvil side of the packaging film, and the present invention It came to develop.
  • the free vibration layer is a layer that preferentially receives vibration due to ultrasonic waves emitted from the horn over the packaging film
  • the free vibration layer is made of any one selected from office paper, heat-resistant paper, glass cloth, cardboard, Teflon (registered trademark) sheet, polyethylene terephthalate sheet, plywood and bamboo, or a combination thereof. It is.
  • a filling and packaging machine comprising: horizontal sealing means for forming a package by performing horizontal sealing at intervals in the longitudinal direction of the packaging film, A horn that emits ultrasonic waves positioned so that the vertical sealing means sandwiches a side edge portion of the packaging film, an anvil disposed to face the horn, and a horn side and an anvil side of the side edge portion And a free vibration layer located in at least one of the above.
  • the ultrasonic sealing method is a method in which frictional heat is generated on the bonding surfaces of the objects to be fused by fine vibration and pressure applied by the ultrasonic waves emitted from the horn, and the objects to be fused are fused and bonded. It is widely used as a joining method for plastic films and metals.
  • the vibration of the ultrasonic wave emitted from the horn 2 is as shown by the arrow in FIG.
  • the amount of ultrasonic vibrations concentrated on the central portion in the thickness direction and transmitted to the packaging film 5 is reduced. Therefore, heat generation (frictional heat) due to ultrasonic vibration between the two packaging films 5 is very small as compared with the case where the free vibration layer 7 is not interposed, and the welding bonding force between the packaging films 5 is reduced.
  • the easy peeling portion 8 is formed at that portion.
  • the vertical filling and packaging machine shown in FIG. 4 is a sheet of a laminated film in which a base film layer made of, for example, a biaxially stretched nylon film or a polyethylene terephthalate film and a sealant layer made of, for example, various polyethylene resins are laminated. While continuously running a long packaging film in the longitudinal direction, it is folded back in the width direction so that the sealant layers face each other, and the both side edges are overlapped, so that many packaging films The packaged items made of fluid materials such as foods, seasonings, medicines, cosmetics and other liquids, viscous or jelly are automatically produced in each packaging bag.
  • the film guide part 11, the film folding part 12, the vertical seal part forming part 13, and the encapsulation The product supply unit 14, the first horizontal seal unit forming unit 15a and the second horizontal seal unit forming unit 15b as the horizontal seal unit forming unit, and the cutting unit 16 for cutting the packaging bag W into single packages or multiple packages.
  • the 1st horizontal seal part formation part 15a and the 2nd horizontal seal part formation part 15b can be comprised by a pair of seal roll, a seal plate, etc.
  • the free vibration layer 7 is fed out from the feed roll 9, and the free vibration layer 7 is overlapped on both side ends of the packaging film 5. And the vibration by the ultrasonic wave of the film 5 for packaging in this position will be suppressed, and the joining strength of the easily peelable part 8 can be weakened suitably.
  • Oscillation frequency 48.5 kHz
  • Variable amplitude 20 to 100% Seal width: 1.5mm
  • ⁇ Evaluation criteria> ⁇ : 2-10N / 15mm (Can be easily peeled off)

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Abstract

【課題】包装袋として必要とされる接着強度を有すると共に、包装用フィルム上に易剥離部を簡単に形成する方法およびその方法によって形成された易剥離部を有する包装袋、さらには、その方法を利用した充填包装機を提供すること。 【解決手段】超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとの間に少なくとも二枚の包装用フィルムを介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部を形成する方法であって、前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層を設けること。

Description

包装用フィルムへの易剥離部形成方法、易剥離部を有する包装袋および充填包装機
 この発明は、包装用フィルムへの易剥離部形成方法、この方法により形成された易剥離部を有する包装袋、および充填包装機に関する。
 軟質の包装用フィルムを袋状に成形し、飲食物、調味液、医薬品、化粧品等の液状物、粘稠物もしくは粉、粒状物、その他の被包装物を充填包装した包装袋が広く利用されている。このような包装袋からの被包装物の取り出しを容易にするため、特許文献1には、注出口部分に易剥離開封性シール部を設けてなる包装袋が開示されている。
 また、近年、調理済みの冷凍食品、チルド食品等を包装袋ごと電子レンジで加熱調理した包装袋が利用されている。このような電子レンジ用の包装袋では、加熱調理時に被包装物から発生する水蒸気によって包装袋が膨張し、破裂することを抑制するため、例えば、特許文献2にあるように、合掌状に接合された背シール中央部に弱シール部を設け、該弱シール部を袋内の内圧の上昇に伴って開封可能にすることが開示されている。
 このような包装袋への易剥離部の形成方法としては、例えば、包装用フィルムのシーラント層表面にプラズマ照射処理を行って濡れ性を向上させ、包装用フィルム同士の融着を抑制する方法(特許文献3)や、包装用フィルムのヒートシール面にインク塗膜層を形成する方法等が提案されている。
特開平11-227796号公報 特開平10-95472号公報 特開2014-058338号公報
 しかしながら、特許文献3の方法では、プラズマ照射に必要な機器が高価であることや、プラズマ照射処理にバラツキが発生してしまうことに問題があり、インク塗膜層を形成する方法では、被包装物にインクが混入するおそれがあり、とくに被包装物が飲食物である場合には使用することができなかった。
 また、易剥離部は、例えば包装用フィルムへのヒートシール温度や圧力、時間等を制御することで形成することもできるが、包装袋に設けられる易剥離部としては、小さな力で剥離させることができる一方で、使用開始前においては被包装物の漏れ出しを抑制するため、被包装物を通過させないような接着強度が必要となる。このような要求を満たす易剥離部を、ヒートシール温度や圧力、時間等の制御だけで形成することは非常に難しく、とくに、包装用フィルムが低温ヒートシール性に優れたものである場合には、さらに困難であった。
 そこで、本発明では、包装袋として必要とされる接着強度を有する易剥離部を、包装用フィルム上に簡単に形成する方法およびその方法によって形成された易剥離部を有する包装袋、さらには、その方法を利用した充填包装機を提供することを目的とする。
 前記目的の実現に向けた研究の中で、発明者は、超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとの間に少なくとも二枚の包装用フィルムを介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部を形成する方法において、前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層を設けることが有効であることを突き止め、本発明を開発するに到った。
 なお、本発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法については、さらに下記のような構成にすることがより好ましい解決手段となる。即ち、
(1)前記自由振動層は、前記ホーンから出射された超音波による振動を、前記包装用フィルムよりも優先的に受ける層であること、
(2)前記自由振動層は、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロン(登録商標)シート、ポリエチレンテレフタレートシート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか1種またはそれらの組み合わせからなること、
である。
 また、本発明は、上記の易剥離部形成方法によって形成された易剥離部を有する包装袋を提案する。
 さらに本発明は、長手方向に繰り出し走行される包装用フィルムを、接着層もしくはシーラント層が対向するように中央部で折り返し、その側縁部分に、包装用フィルムの長手方向に縦シール部を形成して筒状とする縦シール手段と、該筒状の包装用フィルム内に液状の被包装物を充填しながら、包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたって延在し、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて横シールを施して包装体を形成する横シール手段と、を備える充填包装機において、
 前記縦シール手段が、前記包装用フィルムの側縁部分を挟むように位置する超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルと、前記側縁部分のホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に位置する自由振動層とを有することを特徴とする充填包装機を提案する。
 なお、前記縦シール手段は、前記自由振動層を、前記縦シール予定位置に合わせて繰り出す繰り出し手段を有することが好ましい。
 この発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法では、超音波を出射する加圧調整が可能なホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとを利用した超音波シール方法において、被溶着物である少なくとも二枚の包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層が設けたことにより、ホーンから出射された超音波の振動が該自由振動層に集中し、これによって包装用フィルムに伝わる振動(摩擦熱)が弱くなり、包装用フィルム上に易剥離部を形成することができる。
 ところで、超音波シール方法とは、ホーンから出射された超音波による微細な振動と加圧力によって、被融着物の接合面に摩擦熱を発生させて、該被融着物どうしを融着接合させる方法であり、プラスチックフィルムや金属等の接合方法として広く利用されている。
 また、自由振動層としては、ホーンとアンビルとの間で自由に振動し、ホーンから出射された超音波による振動を、包装用フィルムよりも優先的に受けることのできる層であればよく、とくに、事務用紙や耐熱紙等を用いれば、従来よりも簡単かつ安価に易剥離部を形成することができる。
 本発明の易剥離部形成方法によれば、3方および4方シール型の小袋や、背貼りピロー包装袋、詰め替え用パウチ等の開口部に設けられる易剥離部、特開2013-169991号公報に記載の背貼り接合部に位置する注出通路に設けられる易剥離部、電子レンジ用包装袋のように加熱時の包装袋内の内圧によって剥離可能な易剥離部等、各種の易剥離部を簡単に形成することができ、また充填包装機に組み合わせることで、易剥離部を有する包装体を一連の作業で製造することができる。
この発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法の一実施形態を示す説明図である。 易剥離部を形成した液体包装袋の一実施形態を示す図である。 走行する包装用フィルムへの自由振動層の繰り出し方法を説明する図である。 この発明の充填包装機の一実施形態としての縦型充填包装機の構成を示す図である。
 以下にこの発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法について、図面を参照して説明する。図1の超音波シール機1は、主に超音波発振子4により発生された超音波を出射するホーン2と、このホーン2に対向して配置されたアンビル3とを備えている。
 なお、この超音波発振子4は、超音波を出射するホーン2の先端を被溶着物である包装用フィルム5に対して圧接させるための圧力シリンダ6をも有している。
 上記の超音波シール機1を用いて包装用フィルム5に超音波シールを行う場合、ホーン2とアンビル3との間に重ね合わせた二枚の包装用フィルム5を介在させ、ホーン2の先端とアンビル3とで該包装用フィルム5を加圧挟持すると共に、ホーン2先端から超音波を出射することにより、超音波による微細な振動によって二枚の包装用フィルム5が互いに擦れ合って発熱し、該発熱した部分の包装用フィルム5が溶融することで相互に溶着接合する。
 この発明では、上記超音波を用いたシール方法において、図1に示すように包装用フィルム5のホーン2側(図1(a))およびアンビル3側(図1(b))の少なくとも一方に自由振動層7を設けたことに特徴がある。なお、自由振動層7とは、ホーン2から出射された超音波によって自由に振動できる層であり、とくに、超音波による振動を包装用フィルム5よりも優先的に集中させることのできる層である。
 このようにホーン2とアンビル3との間に包装用フィルム5と共に自由振動層7を設けると、ホーン2から出射された超音波の振動は、図1に矢印で示すように、自由振動層7のとくに厚み方向中央部に優先的に集中し、包装用フィルム5へ伝わる超音波振動量が少なくなる。そのため、二枚の包装用フィルム5間の超音波振動による発熱(摩擦熱)は、自由振動層7を介在させない場合に比べて非常に小さくなり、包装用フィルム5どうしの溶着接合力が小さくなって、その部分に易剥離部8が形成されることになる。
 なお、自由振動層7は、図1(a)および(b)に示すように包装用フィルム5のホーン2側、アンビル3側のいずれに設けても、上記のように超音波の振動を優先的に集中させる効果を発揮することができる。
 本発明の易剥離部形成方法によって図2に示すような三方シール型の液体包装袋の、合掌貼り接合部20の一部分に易剥離部8(例えば、接合強度13N/15mm以下)を形成するにあたっては、例えば、包装用フィルム5の側縁どうしを重ね合わせると共に、少なくとも該側縁部分に自由振動層7を重ねて設け、超音波シール機1によって超音波シールを行うことで、まず包装用フィルム5側縁の全長にわたって易剥離シールを施す。次に、該易剥離シール部分の、開口予定位置以外の部分に、通常の加圧加熱シールを施すことで、高い破袋強度を有する合掌貼り接合部20を形成すると共に、その一部分に開口部となる易剥離部8を簡単に形成することができる。
 なお、易剥離部8の接合強度は、手指で引っ張って簡単に剥離できるものや、電子レンジ用包装袋のように包装袋内の内圧の上昇によって剥離できるもの等、用途によって異なるが、包装袋を画成するシール部の2%以上、30%以下の接合強度であることが好ましい。これは、接合強度が30%超では、手指による力や袋内の内圧によって簡単に剥離できないおそれがあり、2%未満では、運搬や保管時に過って開封してしまうおそれがあるためである。
 易剥離部の接合強度は、超音波シール機1によって包装用フィルム5へ出射される超音波の周波数や加圧力、さらには自由振動層7の種類や厚み等を選定することで調整することができる。
 自由振動層7としては、例えば、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロン(登録商標)シート、ポリエチレンテレフタレートシート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか1種またはそれらの組み合わせからなることが好ましく、とくに厚みの薄いものを複数枚積層したものは、自由に振動することができ、超音波の振動を集中させやすいため好ましい。
 なお、自由振動層7は、上記したようにホーン2から出射された超音波による振動を優先的に集中させるため、焦げたり溶融が発生しやすく、焦げや溶融が発生する前に適宜、交換等する必要がある。
 そのため、例えば、自動充填機等において走行する包装用フィルム5に易剥離部を形成する場合には、図3に示すように、自由振動層7の繰り出しロール9および巻き取りロール10からなる繰り出し手段を設け、繰り出しロール9から自由振動層7を連続的もしくは間欠的に、好ましくは、包装用フィルム5の走行速度と同じ速度もしくはそれ以下の速度で繰り出し、超音波シール機1において包装用フィルム5に重ね合わせて超音波シールを行った後、巻取りロール10で巻き取って回収するようにする。なお、自由振動層7は、無端の環状にして繰り出しロール9と巻取りロール10とに巻き掛け、それらのロール間で循環させるようにしてもよい。
 図4は、前記易剥離部形成方法を利用した充填包装機の一実施例としての縦型充填包装機の構成を示す模式図である。なお、本発明の充填包装機は、このような縦型充填包装機に限定されるものではなく、横型充填包装機、縦ピロー充填包装機、横ピロー充填包装機、多列充填包装機等、各種の包装機とすることができる。
 図4の縦型充填包装機は、例えば、2軸延伸したナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等からなるベースフィルム層と、例えば各種ポリエチレン樹脂等からなるシーラント層とを積層した積層フィルムからなる1枚の長尺の包装用フィルムをその長手方向に連続的に走行させながら、そのシーラント層が互いに向かい合わせになるように幅方向に折り返してその両側縁部同士を重ね合わせて、その包装用フィルムを多数の包装袋に連続的に製袋しつつ、各包装袋内に飲食物、調味料、医薬品、化粧品その他の液状ないし粘稠状あるいはゼリー状等の流動性物質からなる被包装物を自動的に充填するものであり、図に示すように主として、フィルム案内部11と、フィルム折返し部12と、縦シール部形成部13と、被包装物供給部14と、横シール部形成部としての第1の横シール部形成部15aおよび第2の横シール部形成部15bと、包装袋Wを単包または複数包ずつに切断する切断部16とを具えてなる。なお、第1の横シール部形成部15aおよび第2の横シール部形成部15bは、一対のシールロールやシール板等によって構成することができる。
 このような縦型充填包装機において、縦シール部形成部13は、例えば、超音波シール方法を利用し、ホーン2によって包装用フィルム5の折り返して重ね合わせた両側縁部を連続的にアンビル3に加圧挟持すると共に、ホーン2先端から超音波を出射する易剥離部形成部13aと、通常の縦シールロール13bとから構成される。まず、フィルム折返し部12によって幅方向に折り返して重ね合わされた包装用フィルム5の両側縁部に、易剥離部形成部13aによって、連続的に易剥離シールを施した後、次いで、該易剥離シール部分の、易剥離部8の形成予定位置を除いた部分を、縦シールロール13bによってヒートシールすることにより、易剥離部8を有する縦シール部17を形成することができる。
 この時、図3に示したように包装用フィルム5の走行速度にあわせて、繰り出しロール9より自由振動層7を繰り出し、該自由振動層7を包装用フィルム5の両側端部に重ねることで、該位置における包装用フィルム5の超音波による振動が抑制されることになり、易剥離部8の接合強度を適宜に弱めることができる。
 自由振動層として各種の材料を使用し、その際の易剥離部のシール状態について評価した。その結果を表1に示す。なお、使用した包装用フィルムおよび超音波シール機の条件および評価基準は、下記の通りとした。
<包装用フィルム>
 2軸延伸ナイロンフィルム(15μm)/直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(40μm)
<超音波シール機>
 精電舎電子工業株式会社製 「ULTRASONIC WELDER SONOPET345D」
 発振周波数 : 48.5kHz
 振幅可変  : 20~100%
 シール幅  : 1.5mm
<評価基準>
 〇:2~10N/15mm (簡単に易剥離できる)
 △:10~13N/15mm (抵抗は大きいが剥離できる)
 ×:剥離不可
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の結果によれば、自由振動層として事務用紙を複数枚重ねたものを用いた場合に、手指によって抵抗なく剥離できるような易剥離部を形成することができ、事務用紙の枚数を減らした場合よりも易剥離性が向上することから、層状であるほど振動を集中させやすいことが分かった。
 また、事務用紙やPETは単独では、自由振動層としての効果を有効に発揮することができるのに対し、これらを組み合わせて複合層としたものでは、易剥離部を形成することができないという結果になった。
1 超音波シール機      
2 ホーン
3 アンビル    
4 超音波振動子
5 包装用フィルム
6 圧力シリンダ
7 自由振動層
8 易剥離部(開口部)
9 繰出しロール
10 巻取りロール
11 フィルム案内部
12 フィルム折返し部
13 縦シール部形成部
13a 易剥離部形成部
13b 縦シールロール
14被包装物供給部
15a 第1の横シール部形成部
15b 第2の横シール部形成部
16 切断部                                
17 縦シール部
20 接合部                                
W 包装袋
 

Claims (6)

  1.  超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとの間に少なくとも二枚の包装用フィルムを介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部を形成する方法であって、
     前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層を設けることを特徴とする包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
  2.  前記自由振動層は、前記ホーンから出射された超音波による振動を、前記包装用フィルムよりも優先的に受ける層であることを特徴とする請求項1に記載の包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
  3.  前記自由振動層は、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロンシート、ポリエチレンテレフタレートシート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか1種またはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項1に記載の包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の易剥離部形成方法によって形成された易剥離部を有する包装袋。
  5.  長手方向に繰り出し走行される包装用フィルムを、接着層もしくはシーラント層が対向するように中央部で折り返し、その側縁部分に、包装用フィルムの長手方向に縦シール部を形成して筒状とする縦シール手段と、
     該筒状の包装用フィルム内に液状の被包装物を充填しながら、包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたって延在し、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて横シールを施して包装体を形成する横シール手段と、
    を備える充填包装機において、
     前記縦シール手段が、前記包装用フィルムの側縁部分を挟むように位置する超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルと、前記側縁部分のホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に位置する自由振動層とを有することを特徴とする充填包装機。
  6.  前記縦シール手段は、前記自由振動層を、前記縦シール予定位置に合わせて繰り出す繰り出し手段を有することを特徴とする請求項5に記載の充填包装機。
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