WO2021106863A1

WO2021106863A1 - 製袋充填方法、製袋充填システム

Info

Publication number: WO2021106863A1
Application number: PCT/JP2020/043643
Authority: WO
Inventors: 知宏上杉
Original assignee: キョーラク株式会社
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-06-03
Also published as: CN114555478A; JP2021084678A; JP7381862B2; CN114555478B

Abstract

積層フィルムの剥がれを抑制可能な製袋充填方法を提供する。本発明によれば、製袋充填方法であって、殺菌工程と、製袋充填工程を備え、前記殺菌工程では、接着層を有する筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させることによって前記多重積層フィルムを殺菌し、前記製袋充填工程では、前記殺菌後の前記多重積層フィルムをヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体内に内容物を充填した後に前記筒状体の上端をヒートシールして密閉する、方法が提供される。

Description

製袋充填方法、製袋充填システム

　本発明は、製袋充填方法及び製袋充填システムに関する。

　特許文献１には、接着層を有する積層フィルムを過酸化水素水からなる殺菌剤に接触させることによって殺菌した後に、積層フィルムに対して製袋充填を行う方法が開示されている。

特開２０１５－８１１４２号公報

　特許文献１の方法では、積層フィルムの接着層が殺菌剤に接触すると、積層フィルムに剥がれが生じてしまう場合がある。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、積層フィルムの剥がれを抑制可能な製袋充填方法を提供するものである。

　本発明によれば、製袋充填方法であって、殺菌工程と、製袋充填工程を備え、前記殺菌工程では、接着層を有する筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させることによって前記多重積層フィルムを殺菌し、前記製袋充填工程では、前記殺菌後の前記多重積層フィルムをヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体内に内容物を充填した後に前記筒状体の上端をヒートシールして密閉する、方法が提供される。

　本発明では、筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させている。このような多重積層フィルムは、幅方向の端縁において接着層が露出しないので、接着層が殺菌剤に接触することがない。このため、殺菌剤によって積層フィルムに剥がれが生じることが抑制される。

　以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
　好ましくは、前記記載の方法であって、前記殺菌剤は、殺菌液であり、前記殺菌工程は、前記多重積層フィルムを前記殺菌液に浸漬させることによって行う、方法である。
　好ましくは、前記記載の方法であって、前記多重積層フィルムは、互いに対向する内側積層フィルムと外側積層フィルムを備え、前記殺菌工程の後であって前記製袋充填工程の前に、前記内側積層フィルムと前記外側積層フィルムを圧着する圧着工程を備える、方法である。
　好ましくは、製袋充填システムであって、殺菌装置と、製袋充填装置を備え、前記殺菌装置では、接着層を有する筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させることによって前記多重積層フィルムを殺菌し、前記製袋充填装置では、前記殺菌後の前記多重積層フィルムをヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体内に内容物を充填した後に前記筒状体の上端をヒートシールして密閉する、システムである。

図１Ａは、筒状積層フィルム２の層構成を示す図であり、図１Ｂは、図１Ａ中の領域Ｂの拡大図である。図２Ａは、多重積層フィルム１の層構成を示す図であり、図２Ｂは、図２Ａ中の領域Ｂの拡大図である。図３Ａは、包装袋１０の斜視図である。図３Ｂは、縦シール部２２近傍の断面図である。製袋充填の方法を説明するための説明図である。

　以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．多重積層フィルム１
　図１～図２に示すように、多重積層フィルム１は、筒状積層フィルム２が扁平化されて構成される。図１に示すように、筒状積層フィルム２は、筒状の積層フィルムであり、内層２ａと、接着層２ｂと、中間層２ｃと、接着層２ｄと、外層２ｅを備える。内層２ａ、中間層２ｃ、外層２ｅは、接着層２ｂ，２ｄによって互いに接着されている。

　図２に示すように、多重積層フィルム１は、互いに対向する内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２を備える。内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２は、それぞれ、層２ａ～２ｅに由来する層１１ａ～１１ｅ及び１２ａ～１２ｅを備える。内層１１ａ、中間層１１ｃ、外層１１ｅは、接着層１１ｂ，１１ｄによって互いに接着されている。内層１２ａ、中間層１２ｃ、外層１２ｅは、接着層１２ｂ，１２ｄによって互いに接着されている。

　内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２は、幅方向の端縁１ａにおいて互いに繋がっている。このため、多重積層フィルム１は、幅方向の端縁１ａにおいて接着層１１ｂ，１２ｂ，１１ｄ，１２ｄ（以下、接着層１１ｂ等）が露出せず、後述する殺菌工程において、接着層１１ｂ等が殺菌剤に接触することがないので、殺菌剤によって、多重積層フィルム１を構成する積層フィルム１１，１２に剥がれが生じることが抑制される。また、特許文献１のような幅方向の端縁において接着層が露出した構成だと、端縁から層間に殺菌剤が侵入する虞があるが、本実施形態ではそのような虞がない。さらに、特許文献１の構成では、積層フィルムの剥がれを抑制するために、接着強度が特に高い特殊な接着剤を用いる場合があるが、このような接着剤を用いると積層フィルムの柔軟性が低減されて、積層フィルムがゴワゴワになってしまう場合がある。このような積層フィルムを用いて製袋充填を行って包装袋１０（図３を参照）を作製すると、包装袋１０に折れ曲がりが生じやすく、折れ曲がりの部位において包装袋１０が破れやすくなる場合がある。一方、本実施形態では、接着層１１ｂ等が殺菌剤に接触しないので、特殊な接着剤を用いる必要がなく、包装袋１０の破れの発生が抑制される。

　多重積層フィルム１は、一例では、共押出成形によって形成された筒状パリソンを膨張させて（つまり、インフレーション成形することによって）筒状積層フィルム２を形成し、筒状積層フィルム２を押し潰してして扁平化することによって形成することができる。筒状積層フィルム２は、例えば、一対の圧着部材（例：ローラ）で挟むことによって扁平化することができる。これによって、端縁１ａで繋がった内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２で構成される多重積層フィルム１が得られる。一対の圧着部材によってフィルム１１，１２が互いに圧着されるので、フィルム１１，１２の内層１１ａ，１２ａは互いに密着（疑似接着）している。なお、図２では、図示の便宜上、内層１１ａ，１２ａを離間させて表している。多重積層フィルム１は、ロール状に巻かれて、図４に示すロール状原反Ｆとなる。多重積層フィルム１を用いた製袋充填方法では、多重積層フィルム１はロール状原反Ｆが巻き戻されて供給されることが好ましい。多重積層フィルム１の厚さは、例えば２０～３００μｍであり、７０～１４０μｍが好ましい。

　内層１１ａ，１２ａ及び外層１１ｅ，１２ｅは、ヒートシール性を有する熱可塑性樹脂で構成されることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン一エチレン共重合体等のポリオレフィン樹脂、比較的低融点あるいは低軟化点のポリアミドあるいはコポリアミド樹脂、ポリエステルあるいはコポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などが挙げられる。

　内層１１ａ，１２ａがヒートシール性を有する場合、多重積層フィルム１に対してヒートシールを行って多重積層フィルム１を袋状にしたときに、ヒートシール部（図２の縦シール部２２及び横シール部２３，２４）において内層１１ａ，１２ａが溶着されてヒートシール部の剛性が向上する。内層１１ａ，１２ａの溶着が不要な場合は内層１１ａ，１２ａは省略可能である。

　多重積層フィルム１を用いて製袋充填したときに、内層１１ａ，１２ａは内容物に接触することがなく、内側積層フィルム１１の外層１１ｅは、内容物に接触する。このため、内容物へ添加剤が移行することを抑制すべく、外層１１ｅを構成する材料は無添加であることが好ましい。特に、内容物が、牛乳のように、「乳及び乳製品の成分規格等に関する省令」の対象となっているものである場合には、外層１１ｅを構成する材料を無添加にする技術的意義が顕著である。一方、多重積層フィルム１の柔軟性を向上させる等の目的で、内層１１ａ，１２ａには柔軟剤などの添加剤を添加してもよい。

　中間層１１ｃ，１２ｃは、内層１１ａ，１２ａ及び外層１１ｅ，１２ｅよりも融点が高い材料で構成されることが好ましい。この場合、内層１１ａ，１２ａ及び外層１１ｅ，１２ｅは溶融するが、中間層１１ｃ，１２ｃが溶融しない温度でヒートシールすることによって、安定してヒートシールを行うことができる。このような材料としては、ポリアミドを含有する樹脂が挙げられる。中間層１１ｃ，１２ｃの構成樹脂は、ポリアミドのみであってもよく、その他の樹脂を含有していてもよい。その他の樹脂としては、中間層１１ｃ，１２ｃの剛性を高める樹脂が好ましい。中間層１１ｃ，１２ｃを構成する全樹脂に対するポリアミドの含有量は、５０質量％以上であることが好ましい。この含有量は、具体的には例えば、５０、６０、７０、８０、９０、１００質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

　接着層１１ｂ等は、接着性を有する材料で構成されることが好ましく、接着性を有する材料としては、例えば上述したポリオレフィンにカルボキシル基を導入した酸変性ポリオレフィン（例：無水マレイン酸変性ポリエチレン）を添加したものや、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられる。

２．包装袋１０
　図３に示すように、本発明の一実施形態の包装袋１０は、多重積層フィルム１が袋状にされて構成される。

　包装袋１０は、縦シール部２２と、横シール部２３，２４を備える。縦シール部２２は、内側積層フィルム１１が内面側になるようにフィルム１を筒状に湾曲させて、内側積層フィルム１１の両端の外層１１ｅ同士を重ね合わせた状態で、重ね合わせ部１５を端縁部を除いて帯状にヒートシールすることによって形成することができる。上記端縁部が、縦シール部２２に隣接した引き剥がし部１６，１７となる。引き剥がし部１６，１７を把持して引っ張ることによって縦シール部２２を容易に剥離させることができる。

　なお、包装袋１０は、縦シール部２２又は横シール部２３，２４を切り裂くことによって開封するようにしてもよい。この場合、引き剥がし部１６，１７は省略可能である。また、縦シール部２２又は横シール部２３，２４に、切り込み又は切り欠きを設けて、切り裂きやすくしてもよい。

３．製袋充填方法
　次に、図４を用いて、フィルム１を用いた製袋充填方法について説明する。この方法は、殺菌装置３と製袋充填装置８を有する製袋充填システム１００を用いて実施可能である。本実施形態の製袋充填方法は、殺菌工程と、製袋充填工程を備える。以下、各工程について詳細に説明する。

３－１．殺菌工程
　殺菌工程は、殺菌装置８を用いて実施することができる。殺菌工程では、ロール状原反Ｆから繰り出されたフィルム１を殺菌剤に接触させることによってフィルム１を殺菌する。

　具体的には、まず、ロール状原反Ｆから繰り出されたフィルム１は、ローラ４ａを経て殺菌装置３に導かれる。ロール状原反Ｆから殺菌装置３までの経路途中にはセンサ１１９が配されており、フィルム１に長さ方向において一定間隔で印刷されたレジマークを検知して、製袋充填システム１００の軌道上に一定の長さのフィルム１を一定の時間間隔で送り出せるようになっている。また、ロール状原反Ｆと殺菌装置３の間に横シール機を配置し、フィルム１の長手方向（フィルム１の流れ方向）の端部を横シールするようにしてもよい。これによって、フィルム１の長手方向の端部から、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２の間に殺菌剤が侵入することが抑制することができる。一方、フィルム１の長手方向の端部が殺菌剤に接触しないようにフィルム１を製袋充填システム１００に設置してもよい。この場合、ロール状原反Ｆと殺菌装置３の間の横シール機が不要である。

　殺菌装置３は、フィルム１の殺菌が可能な装置であり、殺菌剤を含む液体である殺菌液３ａ中にフィルム１を浸漬させることによってフィルム１を殺菌するものであってもよく、殺菌剤のミスト又はガスをフィルム１に接触させることによってフィルム１を殺菌するものであってもよい。殺菌剤としては、過酸化水素が例示される。殺菌装置３内では、フィルム１は、ローラ４ｂ，４ｃによってガイドされ、乾燥装置７に向かって移動する。

　ところで、ロール状原反Ｆから繰り出された直後のフィルム１では、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２が密着した状態になっているが、フィルム１が殺菌装置３を通過する際に、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２の密着度が低下してしまう場合がある。内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２の密着度が低下すると、フィルム１を袋状にする際に不具合が生じる原因となる。

　そこで、本実施形態では、殺菌工程の後であって製袋充填工程の前に、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２を圧着する圧着工程を行う。この工程は、具体的には、一対の圧着部材（例：ローラ）５でフィルム１を挟むことによって行うことができる。圧着工程を行うことによって製袋の際の不具合の発生を低減することができる。本実施形態では、一対の圧着部材５を二箇所に設けているが、一箇所又は三箇所以上に設けてもよい。

　また、殺菌工程の後であって製袋充填工程の前に乾燥工程を行うことが好ましい。この工程を行うことによって、殺菌工程においてフィルム１に水分や殺菌剤が付着した場合でも、包装袋１０内に意図しない水分や殺菌剤が混入することを抑制することができる。

　本実施形態では、乾燥工程は、ブロー装置６と、乾燥装置７によって行われる。ブロー装置６では、エアー６ａをフィルム１に吹き付けることによって、フィルム１の表面の水滴を吹き飛ばして除去する。ブロー装置６は、フィルム１の両側のそれぞれに設けられており、フィルム１の両面の水滴除去が可能になっている。

　乾燥装置７の内部空間７ａは、乾燥装置７の外部よりも高温になっており、フィルム１が内部空間７ａを通過する間に乾燥するようになっている。フィルム１は、入口７ｂを通じて内部空間７ａ内に入り、内部空間７ａ内ではローラ４ｄ，４ｅ，４ｆによって案内されて、出口７ｃを通じて内部空間７ａから出るようになっている。

　乾燥装置７から出たフィルム１は、ローラ４ｇによってフォーマ１１２に導かれる。

３－２．製袋充填工程
　製袋充填工程は、製袋充填装置８を用いて実施することができる。製袋充填工程では、殺菌後のフィルム１をヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体１３内に内容物Ｗを充填した後に筒状体１３の上端をヒートシールして密閉する。以下、この工程を詳細に説明する。

＜フィルム１を筒状にする第１工程＞
　フィルム１は、フォーマ１１２を通過する間に筒状に湾曲されて、湾曲した先端の両側縁部が重ね合わされた形態（つまり、内側積層フィルム１１の両端の外層１１ｅ同士が重ね合わされた形態）となる。重ね合わされた部分には重ね合わせ部１５が形成される。

＜縦シール部２２を形成する第２工程＞
　次に、フィルム１の重ね合わせ部１５を縦シール機１１３にてヒートシールし、縦シール部２２を形成する。縦シール機１１３は、一対のシールバーを備え、フィルム１が一定の時間間隔で移動するタイミングに合わせて、重ね合わせ部１５を一対のシールバーで所定時間挟持することでヒートシールを行う。

＜下側の横シール部２３を形成する第３工程＞
　次に、開閉自在なしごきロール１１５を閉じて、フィルム１から形成された筒状体１３をしごく。これにより筒状体１３が扁平化する。そして、扁平化した筒状体１３の所定位置を横シール機１１６にてヒートシールし、横シール部２３を形成する。横シール機１１６は、一対のシールバーを備え、上記所定位置を一対のシールバーで所定時間挟持することでヒートシールを行う。これによって、筒状体１３の下端が閉じられる。

＜内容物を充填する第４工程＞
　次に、しごきロール１１５を開いたのち、ホッパ１１１により所定量の内容物Ｗを投入して筒状体１３に充填する。

＜袋上部の横シール部２４を形成する第５工程＞
　次に、送りロール１１４を回転させることで、分離前の包装袋１０ａとともに筒状体１３及びこれに続くフィルム１を所定の長さだけ繰り出す。横シール機１１６の一対のシールバーを所定時間閉じて、所定位置をヒートシールすることで、上側の横シール部２４を形成して包装袋１０を密閉するとともに、これに連なる軌道上の上流に位置する次の包装袋の下側の横シール部２３を形成する。

＜連続状の袋の境界線を切断する第６工程＞
　プレス兼カッター１１８を閉じて分離前の包装袋１０ａの下側の横シール部２３及びそれに連続する上側の横シール部２４を挟圧するとともに、カッター刃１１８ａで両者の境界を二分割して包装袋１０をコンベア１３０上へ落下させる。

　これにより、内容物Ｗが充填された包装袋１０が製造される。製造直後の状態では、包装袋１０を構成する内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２は、密着された状態であり、このままでは、包装袋１０に強い衝撃が加わったときに内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２が同時に損傷して内容物Ｗが漏出されやすい。しかし、時間の経過と共に、内容物Ｗが内側積層フィルム１１に染み込むことによって、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２の密着状態が解除され、両者の間に隙間ができやすくなる。この状態では、内側積層フィルム１１と外側積層フィルム１２が同時に損傷しにくいので、内容物Ｗの漏出が抑制される。

４．その他の実施形態
・多重積層フィルム１及び筒状積層フィルム２の層構成は、適宜変更可能である。上記実施形態では、筒状積層フィルム２は、接着層を含めて５層構成であるが、これよりも少なくても多くてもよい。

・多重積層フィルム１をヒートシールして包装袋１０とする形式は、適宜変更可能である。上記実施形態では、重ね合わせ部１５は、合掌貼り形式であるが、重ね合わせ部１５を封筒貼り形式としてもよい。
・乾燥工程は不要な場合には省略可能である。また、乾燥工程は、ブロー装置６と乾燥装置７のうちの一方のみを用いて行ってもよく、自然乾燥によって行ってもよい。

１：多重積層フィルム、１ａ：端縁、２：筒状積層フィルム、２ａ：内層、２ｂ：接着層、２ｃ：中間層、２ｄ：接着層、２ｅ：外層、３：殺菌装置、３ａ：殺菌液、４ａ：ローラ、４ｂ：ローラ、４ｃ：ローラ、４ｄ：ローラ、４ｅ：ローラ、４ｆ：ローラ、４ｇ：ローラ、５：圧着部材、６：ブロー装置、６ａ：エアー、７：乾燥装置、７ａ：内部空間、７ｂ：入口、７ｃ：出口、８：製袋充填装置、１０：包装袋、１０ａ：包装袋、１１：内側積層フィルム、１１ａ：内層、１１ｂ：接着層、１１ｃ：中間層、１１ｄ：接着層、１１ｅ：外層、１２：外側積層フィルム、１２ａ：内層、１２ｂ：接着層、１２ｃ：中間層、１２ｄ：接着層、１２ｅ：外層、１３：筒状体、１５：重ね合わせ部、１６：引き剥がし部、１７：引き剥がし部、２２：縦シール部、２３：横シール部、２４：横シール部、１００：製袋充填システム、１１１：ホッパ、１１２：フォーマ、１１３：縦シール機、１１４：送りロール、１１５：ロール、１１６：横シール機、１１８：プレス兼カッター、１１８ａ：カッター刃、１１９：センサ、１３０：コンベア、Ｆ：ロール状原反、Ｗ：内容物

Claims

　製袋充填方法であって、
　殺菌工程と、製袋充填工程を備え、
　前記殺菌工程では、接着層を有する筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させることによって前記多重積層フィルムを殺菌し、
　前記製袋充填工程では、前記殺菌後の前記多重積層フィルムをヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体内に内容物を充填した後に前記筒状体の上端をヒートシールして密閉する、方法。
　請求項１に記載の方法であって、
　前記殺菌剤は、殺菌液であり、
　前記殺菌工程は、前記多重積層フィルムを前記殺菌液に浸漬させることによって行う、方法。
　請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
　前記多重積層フィルムは、互いに対向する内側積層フィルムと外側積層フィルムを備え、
　前記殺菌工程の後であって前記製袋充填工程の前に、前記内側積層フィルムと前記外側積層フィルムを圧着する圧着工程を備える、方法。
　製袋充填システムであって、
　殺菌装置と、製袋充填装置を備え、
　前記殺菌装置では、接着層を有する筒状積層フィルムが扁平化されて構成される多重積層フィルムを殺菌剤に接触させることによって前記多重積層フィルムを殺菌し、
　前記製袋充填装置では、前記殺菌後の前記多重積層フィルムをヒートシールすることによって下端が閉じた筒状にして形成した筒状体内に内容物を充填した後に前記筒状体の上端をヒートシールして密閉する、システム。