WO2024057682A1 - 帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置 - Google Patents

帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024057682A1
WO2024057682A1 PCT/JP2023/024984 JP2023024984W WO2024057682A1 WO 2024057682 A1 WO2024057682 A1 WO 2024057682A1 JP 2023024984 W JP2023024984 W JP 2023024984W WO 2024057682 A1 WO2024057682 A1 WO 2024057682A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
seal
heating
sealing
linear
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/024984
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一夫 菱沼
Original Assignee
一夫 菱沼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 一夫 菱沼 filed Critical 一夫 菱沼
Publication of WO2024057682A1 publication Critical patent/WO2024057682A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof

Definitions

  • the present invention relates to a heat-sealing device that forms a composite heat-sealing structure in which a linear peel-off seal is added in the longitudinal direction of a strip-shaped peel-off seal.
  • peelable seals whose adhesive surface can be peeled off
  • tearable seals where the adhesive surface cannot be peeled off
  • a normal heat sealing method is an intermittent heating method using heat jaws.
  • a heat sealing material is placed between a pair of heating bodies, and heat sealing is performed by moving one or both of the heating bodies back and forth.
  • a heater is embedded inside each of the opposing heating bodies, and a heat pipe is further embedded in the vicinity of the heat sealing surface.
  • Each of the heating bodies is equipped with a temperature control sensor near the heater, and a sensor for measuring the surface temperature of the heating body on the heat sealing surface.
  • the heat-sealed surface is covered with a cover material.
  • a heat sealing material (work) is placed on one heating element, and the other heating element is lowered to press the heat sealing material to perform heat sealing.
  • the heating element is raised to take out the heat sealing material, and this intermittent operation is repeated.
  • a filamentous protrusion is provided on the heat sealing surface of the heating element, and a heat-resistant elastic body with a thickness of 3 to 5 mm is provided on the surface of the other heating element. In this case, no cover material is attached.
  • FIG. 1 A schematic diagram of this device is shown in FIG.
  • the heating bodies are arranged one above the other, a linear protrusion is provided on the heating surface of the upper heating body, and an elastic body is mounted on the heating surface of the lower heating body.
  • a heat-sealed pillow bag is placed between the heating elements. When the upper heating element descends and presses against the pillow bag, the crimp portion is heat-sealed over its entire length, and at this time, the filamentous protrusions are pushed into the elastic body.
  • the filamentous protrusions are pushed into an elastic body to form a filamentous seal. This resulted in a problem of insufficient strength.
  • the rigidity (Young's modulus) of ordinary plastic materials is several tens of MPa.
  • the stretched film that is popular in the market and has transparency that makes it easy to see the contents and appropriate stiffness has a very high stiffness due to the orientation of the crystals, reaching 3,000 to 4,000 MPa at room temperature. It has become.
  • Table 1 shows catalog data on the Young's modulus of typical plastic materials used in today's packaging.
  • the present inventor conducted extensive research and came up with the idea of separating the seal by the linear protrusion and the seal by surface pressure bonding, so that each pressure bonding operation can be performed reliably.
  • Sealing using linear protrusions can be achieved by adhering the linear protrusions through the heat-sealing material and pressing them against the opposing heating element without using an elastic body. I thought that it might be possible to form a In this case, the crimp stress on the flat portion would be insufficient due to the striated protrusions, so we considered increasing the crimp stress on the flat portion by arranging elastic bodies on both sides of the striated protrusions.
  • FIG. 1 An apparatus shown in FIG. 1 was manufactured.
  • This device consists of upper and lower heat bars that are heating bodies, and is a device that lowers these heat bars to press and heat-seal the heat-sealing material.
  • Two types of heat bars (lower 2) were prepared: and a heat bar without striated protrusions.
  • the linear projection has a trapezoidal cross section with a tip width of 0.3 mm and a bottom width of 0.5 mm, and a height of 0.5 mm.
  • a 3 mm thick silicone rubber plate made of Shore A50 was installed as an elastic body on the heat bar (lower 2) without linear protrusions.
  • Figure 2 shows the results of measuring the relationship between the compression allowance and the crimp pressure of silicone rubber plates for shore A50 and A70 with thicknesses of 3 mm and 5 mm. Based on this result, a rubber plate having Shore A50 and a thickness of 3 mm, which has the desired characteristics in terms of compression allowance and generated stress, was used.
  • the heat-sealing material we used a two-layer film of OPP 30 ⁇ m/LLDPE 25 ⁇ m, which is the most popular on the market.
  • the surface material OPP has a melting point of 165°C and a Vicat softening point (softening temperature) of 80 to 100°C
  • the sealant LLDPE has a melting point of 111 to 124°C and a Vicat softening point (softening temperature) of 41 to 85°C.
  • Two types of test specimens were used: one with two sheets folded in the middle (work (1)) and one with a center seal (Lf) of 10 mm width to make a pillow bag (work (2)).
  • the crimping area was set to have a length (L) of 45 mm or 90 mm and a width (W) of 16 mm.
  • the crimping time was approximately 5 seconds to reach 99% of the contact surface temperature of the heat bar, and the crimping load was 48N and 100N so that the crimping pressure applied to the specimen was around 0.1 MPa, which is the lowest recommended crimping pressure. Selected.
  • Table 2 shows the crimping stress generated by the crimping area and the crimping load.
  • Table 3 shows the heat sealing results for the two-ply test specimen.
  • "with one stripe” which is a striated protrusion is the result obtained using the heat bar (lower 1)
  • "flat” which is a flat part and “corner” which is a bent part is a result obtained using a heat bar (lower 1).
  • the sealing of the plane part started at 110°C, when the OPP of the surface layer material softened. This is because the sealing of plastic materials is a physical phenomenon that is achieved not by adhesive strength but by the airtightness of the adhesive surface (Collection of Abstracts of the 25th Annual Conference of the Japan Society of Packaging 2016).
  • Sealing the corner which is a bent part, requires heating at 114 to 116°C, which is higher than the 113°C where the surface material OPP softens more, and as the pressure increases to 0.15 MPa, the temperature decreases to around 113°C. are doing.
  • Table 4 shows the heat-sealing results for test specimens of pillow bags with center seals that have four layers in addition to the two-layer one.
  • the silicone rubber plates used for the heat bar were placed on both sides of the linear projections of the heat bar (lower 1).
  • crimping using the linear protrusions completes sealing at 112-113°C, when the OPP of the surface layer material begins to soften.
  • the present invention provides a heat-sealing device that heat-seals a heat-sealing material by sandwiching and crimping the heat-sealing material between pressure-bonding bodies, at least one of which is a heating body, in which the heating process forms a strip-shaped peel-off seal on the heat-sealing material.
  • a linear projection that adds a linear peel-off seal in the longitudinal direction within the strip-shaped peel-off seal is provided to protrude from the heating surface, and the heating surface on both sides of the linear projection
  • the present invention provides a heat-sealing device forming a composite heat-sealing structure, characterized in that an elastic body is disposed on top of the heat-sealing device.
  • a heat seal with a composite heat seal structure including a filament seal with a peelable seal regardless of the rigidity of the heat seal material, and a highly airtight seal can be obtained even for a cup or tray.
  • FIG. 2 is a schematic front and side view of a heat sealing device used to confirm the configuration of the present invention. It is a graph showing the relationship between the compression allowance of a silicone rubber plate and the generated stress.
  • 1 is a schematic diagram of a front view of an example of a heat sealing device of the present invention and a cross section thereof taken along line AA'.
  • 4 is an enlarged view of the heat bar (top) of the heat sealing device of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between compression allowance and generated stress when a pillow bag is heat-sealed with the heat-sealing device of FIG. 3.
  • FIG. It is a graph showing the relationship between adhesive surface temperature and heat seal strength when an OPP/LLDPE laminated film is used as a heat seal material.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the front side and the back side of a heat bar of an example in which the heat sealing device of the present invention is applied to sealing a lid of a cup. It is a graph showing the relationship between adhesive surface temperature and heat seal strength in that case. It is a graph which shows the pressure bonding time change of adhesive surface temperature and interface temperature in that case.
  • FIG. 2 is a schematic front and side view of a heat sealing device forming a conventional composite heat sealing structure.
  • the heat-sealing materials to be heat-sealed by the heat-sealing device of the present invention may have at least one thermoplastic resin and the other material that can be thermally bonded to the thermoplastic resin, but usually both are thermoplastic resins. Formed into packaging bags, packaging containers, etc. using films or sheets.
  • Packaging bags include four-sided seal bags that are made by stacking two sheets and sealing the four sides, three-sided seal bags that are made by folding sheets and sealing three sides, pillow bags that have gassho stickers on the center part of the bag, and pillow bags that have the center part sealed. There are stacked envelope bags and gusset bags with gussets on both sides of the pillow bag.
  • a packaging container is a cup or tray whose top opening is heat-sealed with a sheet.
  • a film or sheet that is a heat-sealable material may be formed of a single layer or multiple layers as long as there is a layer that can be heat-sealed.
  • the material of this heat-sealable layer may be any material as long as it can be heat-sealed, and is usually polyethylene, polypropylene, ethylene copolymer, or the like. In addition, non-crystallized polyethylene terephthalate may also be used.
  • the thickness of the heat-sealable layer is also not particularly limited, but is usually about 3 to 200 ⁇ m, typically about 5 to 150 ⁇ m. In order to compensate for the step portion, it is necessary that the thickness of the heat-sealable layer be 20% or more of the total thickness of the material.
  • Multi-layer films and sheets are made by laminating two or more types of materials in order to improve printability, breakage resistance, gas barrier properties, adjust the rigidity of bag making, and improve prevention of adhesion to softened heating plates.
  • An adhesive layer (sealant), which is a heat-sealable layer, is disposed on at least one surface layer.
  • the surface layer material that forms the outer surface of the bag is selected from a material that does not become thermoplastic in the temperature range to which the adhesive layer is applied.
  • the thickness of the film or sheet consisting of multiple layers is also not particularly limited, but is usually about 20 to 200 ⁇ m, typically about 20 to 120 ⁇ m.
  • the width of the heat-sealed bag or container may be a normal width, generally about 3 to 20 mm, typically about 5 to 15 mm.
  • This heat-sealing width may be the same for all the heat-sealing portions, or may be different for, for example, the top seal and the center seal.
  • the composite heat-seal structure formed by the heat-sealing device of the present invention consists of a strip-shaped peel-off heat seal provided in a strip-like shape with a peel-off seal, and a linear peel-off heat seal provided within the strip-shaped peel heat seal in the longitudinal direction.
  • the peel-off heat seal band is provided on the side where the bag is to be opened, and its width is generally about 3 to 30 mm, typically about 5 to 15 mm.
  • the adhesive strength (heat seal strength), which is peel strength, is usually about 2 to 15 N/15 mm, and generally preferably about 2 to 12 N/15 mm. By setting within this range, for example, it is possible to support easy-to-open packaging for different uses that are difficult for children to open.
  • the width of the filamentous seal is about 0.05 to 2 mm, preferably about 0.1 to 1.5 mm, and the depth is about 0.05 to 2 mm, preferably about 0.1 to 1.5 mm.
  • the adhesive strength of the filamentous seal is preferably about 2 to 15 N/15 mm, preferably about 2 to 12 N/15 mm.
  • This filamentous seal is provided in the longitudinal direction of the strip-shaped peel-off heat seal, and is placed closer to the outer edge of the heat-sealed surface rather than in the center. It is preferable to provide it large; for example, a range of about 60 to 80% of the total width from the inner edge is appropriate.
  • filament seal there is one filament seal, but it is also possible to provide a plurality of filament seals, for example two or three, by increasing the local pressure bonding load as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the heat-sealing device of the present invention is an improvement on the heat-sealing device (Patent Document 1) that forms a composite heat-sealing structure that was previously developed by the present inventor, and the elastic body is replaced with a heating body having linear protrusions. They are moved from the opposing crimping bodies to the side of the heating body having the linear protrusions, and are placed on both sides of the linear protrusions.
  • the heating elements are basically the same as those in conventional heat sealing equipment, and the heating surfaces of the pair of heating elements are basically parallel, so that the entire surface is pressurized with equal pressure during heat sealing. configured and arranged.
  • the heating surface is usually flat.
  • the width of at least one of the heating surfaces is such that only the heat seal portion formed in the heat seal material can be heated.
  • the other heating surface may be identical to the first heating surface, or it may be larger and serve as a base.
  • the material may be copper, aluminum, brass or stainless steel with high thermal conductivity. used.
  • a heating body is provided on the side that presses the lid material, and a crimping body without a heating mechanism is used on the side that receives the cup or tray.
  • the operating mechanism for compressing or releasing the heating element and the heat-sealing material may be the same as that of conventional heat-sealing devices, and the operation may be performed by moving only one heating element or both.
  • the heating mechanism for heating the heating element may be the same as that of conventional heat sealing devices, and electricity is usually used.
  • the linear protrusion is provided on the heating surface of the heating element, and its width and length correspond to the linear seal formed by heat sealing. Further, the cross-sectional shape is also made into a shape corresponding to the filamentous seal, such as an arcuate shape or a trapezoid.
  • the elastic bodies disposed on both sides of the linear protrusion first generate the crimping pressure necessary for crimping the flat portion with the step. Sealing the level difference in the 2/4 plate portion with a single protrusion requires plastic deformation equal to or more than two pieces of material thickness, so this amount is also added to the crimping allowance of the flat portion. Therefore, the start of operation of the single protrusion is set at a height that precedes the plastic deformation allowance.
  • the thickness H (mm) of the elastic body should be within the range of (1/2)H ⁇ h ⁇ H-0.1mm.
  • the elastic body is used to press the flat part with appropriate pressure, and it is also necessary to have heat resistance that can withstand the heat sealing temperature, so silicone rubber, fluororubber, etc. are preferable.
  • a plate having a shore hardness of about A40 to A90 and a thickness of about 0.5 to 8 mm, preferably about 1 to 5 mm is usually used. This thickness is set so that a compression pressure of about 0.01 to 0.4 MPa, preferably about 0.1 to 0.3 MPa, is generated during heat sealing with a compression amount within 50% of the original thickness. .
  • the heat sealing material is pressed against a pressure bonding body such as a heating body, which is usually a metal surface, using linear protrusions, so in order to prevent the heat sealing material from being cut at that time,
  • a pressure bonding body such as a heating body, which is usually a metal surface, using linear protrusions, so in order to prevent the heat sealing material from being cut at that time,
  • a stopper can be provided on the crimping surface of either crimping body. This stopper leaves a gap between the crimped bodies during crimping, and the thickness should be such that it can prevent cutting, for example, about 0.05 to 0.15 mm.
  • the material, shape, etc. should be selected as long as they do not damage the heat-sealing material.
  • an air cylinder, a hydraulic cylinder, etc., or the addition of a spring load can be used.When these are used, it is usually possible to crimp with a predetermined gap left, so the above method is not possible.
  • a stopper is normally not required and is provided for safety.
  • Heat-sealing conditions using the heat-sealing device of the present invention are set so that no through holes remain in the stepped portion, depending on the type and form of the heat-sealing material.
  • the pressure should be 20 to 80 N/cm, preferably 30 to 60 N/cm. It is better to This becomes almost the same for widths of 0.2 to 0.5 mm.
  • Table 5 shows the relationship between the heating temperature (adhesion surface), adhesion achievement temperature, and heat seal strength of typical plastic materials measured by the present inventor.
  • Shortest equilibrium temperature heating means heating to 98-99% of the convergence value.
  • Welding surface temperature measurement method Applying "MTMS", welding surface temperature sensor is inserted into the bonding surface of the specimen, the temperature is measured, and the temperature is used as the welding surface (bonding surface) temperature. After cooling to room temperature, drip a drop of flaw detection liquid (“single seal” checker) onto the adhesive edge of the heated specimen. Check the state of liquid penetration visually (with a magnifying glass) and evaluate the sealability.
  • CPP is 110°C
  • LDPE is 94°C
  • OPP/LLDPE is 106°C
  • OPP/CPP achieved close contact at 113° C. with a heat seal strength of 0.4 N/15 mm.
  • Example 1 A heat sealing device shown in FIG. 3 was used. This device consists of a heat bar (top) and a heat bar (bottom). The heat bar (bottom) is fixed, and the heat bar (top) is moved up and down by a drive source to compress the heat sealing material. There is.
  • a drive plate is attached to the lower end of the drive source, a receiving elastic body is arranged below it, and the heat bar (upper) is supported by an initial pressure setting screw to which the drive plate is attached.
  • the receiving elastic body changes the crimp pressure of the heat sealing material by changing its size. If a load device such as an air cylinder that can be precisely controlled is used as the drive source and the load is adjusted by adjusting the supply air pressure, the receiving elastic body becomes unnecessary.
  • a linear projection is formed in the center, and elastic bodies are arranged on both sides of the linear projection.
  • the upper surface of the heat-sealing material heating surface of the heat bar (lower) is shaved off on both sides to have a heat-sealing width W, and stoppers of the heat bar (upper) are provided at the front and rear ends. If an air cylinder or the like is used as the drive source, the stopper can be omitted.
  • Both the elastic body and the receiving elastic body were A50 silicone rubber plates with a thickness of 3 mm (elastic modulus: 100 N/cm 2 /0.1 cm).
  • the heat seal material has a surface layer of 0.03 mm OPP (melting point 165°C, Vicat softening point around 100°C) and an adhesive layer of 0.03 mm LLDPE (melting point 111-130°C, Vicat softening point 41-85°C).
  • a two-layer film was used in the form of a pillow bag, and the heat seal was made into a width of 1 cm and a length of 10 cm.
  • the width W1 of the receiving elastic body was 2 cm, and the length Lw was varied from 2 to 10 cm to control the crimp pressure.
  • the pillow bag has 4 center seal parts in addition to the 2 part, crimping starts from the 4 part, and when the compression allowance is around 0.2 mm, the crimping of the 2 part starts, and then the 2 part also begins.
  • the crimping pressure of 0.2 MPa is applied at around 0.4 mm.
  • the compression width of the drive source is 0.5 mm
  • the total load is 1200N. If a stopper with a thickness of 0.5 mm is installed between the heat bars (upper) and (lower), the total load can be suppressed to 1200 N and cutting due to overpressure can be avoided.
  • the relationship between the bonding surface temperature and the heat sealing strength (over the entire surface) of the example specimen is shown in line A in FIG.
  • the load generated by the linear protrusion was created, and the sealing load at each heating temperature was detected by trial and error, and the relationship between the sealing and heating temperature is shown in (B). It was found that sealing was completed at 40 N/cm at around 113°C. At temperatures below 112°C, sealing could not be achieved even when 70 N/cm was applied. It was found that the softening properties of the specimen were related. In the shrink temperature range of the surface material of 122° C. or higher, sealing is possible even with a load of 20 N/cm. It was found that sealing was difficult even under a load of 80 N/cm at temperatures below 112° C. of the peeled seal of this specimen. If OPP film is the surface material, it is recommended to select a sealant that peels off at 113 to 120°C and forms a sealing band.
  • Example 2 The apparatus shown in FIG. 7 was manufactured to seal a cup.
  • This device consists of a circular heat bar and a crimp pedestal for the cup.
  • the crimp pedestal is fixed, and the circular heat bar is moved up and down by a drive source to crimp the lid material onto the cup body.
  • a circular drive plate is attached to the lower end of the drive source, and pressure receiving elastic bodies are arranged in a cross pattern under it to equalize the pressure.
  • the circular heat bar is attached to the initial crimp pressure setting attached to the circular drive plate. It is supported with screws.
  • the receiving elastic body changes its size to change the pressing pressure of the lid material to the cup body, and if an air cylinder or the like is used as the drive source, the receiving elastic body is not necessary.
  • a circular linear protrusion is formed on the lower surface of the circular heat bar, and elastic bodies are arranged on both sides of the protrusion.
  • Stoppers are provided at four locations on the periphery of the crimp pedestal. If an air cylinder or the like is used as the drive source, the stopper can be omitted.
  • the linear protrusion was trapezoidal with a height of 0.7 mm, a width of 0.4 mm at the proximal end, and a width of 0.2 mm at the distal end.
  • An A50 silicone rubber plate with a thickness of 1 mm was used as the elastic body, and an A50 silicone rubber plate with a thickness of 3 mm was used as the receiving elastic body.
  • the cup to be heat-sealed a commercially available product from Company A was used, with the outer diameter of the flange surface of the cup being 65 mm and the lounge width being 3.5 mm.
  • the cup body was made of paper impregnated with a plastic material and had a thickness of 0.4 mm, and the lid material was an aluminum laminate film with an easy-peel sealant specification and a thickness of 0.1 mm.
  • Heating was performed by single-sided heating from a circular heat bar. For crimping, a load of 40 N/cm was applied to the flat part with a compression margin of 0.2 mm.
  • FIG. 8 shows the results of measuring the heat seal strength while changing the heating temperature of the adhesive surface from 66° C. to 142° C.
  • the sealing of the flat part was completed at 73°C and the heat sealing strength increased, and the temperature range in which the peeling and sealing surface became uniform was around 90°C.
  • Sealing by the linear protrusions was completed at 92°C, and the heat seal strength increased from around 110°C.
  • the molten sealant began to protrude from the heat-sealed edges from around 118°C. From these results, the temperature range in which additional heat can be protected by sealing with a peelable seal is 90 to 118°C.
  • the heating time is 1.3 seconds
  • the heating surface temperature is 190°C
  • the bonding surface temperature will be 96°C
  • the heating surface temperature is 220°C
  • the bonding surface temperature will be 110°C. Then, the temperature falls within the appropriate heating temperature range shown in FIG.
  • the present invention can reliably seal even if there are steps in the formed package by adding a filament seal even to a rigid heat seal material. It can be applied to a wide range of applications, especially for cups, trays, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Package Closures (AREA)

Abstract

カップやトレー等のように、ヒートシール材料に剛性があっても確実に密封できるヒートシール装置を提供する。少なくとも一方が加熱体である圧着体の間にヒートシール材料を挟んで圧着することによりヒートシールするヒートシール装置において、加熱体のヒートシール材料の加熱面に線条突起が設けられるとともに、線条突起の両側のヒートシール材料の加熱面に弾性体が配置されており、帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成する。

Description

帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置
　本発明は、帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置に関するものである。
　プラスチックフィルムやシートを適用した柔軟包装袋はプラスチックの熱可塑性を利用した熱接着（ヒートシール）で密封されている。この熱接着の強さは、接着面の温度上昇と共に接着層が軟化して接着面間の界面接着（剥がれシール）状態で上昇し、溶融状態に到達すると接着層（シーラント層）はペースト状になって冷却すると接着面がモールド状態（一体）になった凝集接着（破れシール）となる。上記の界面接着での接着強さは、溶着面温度（加熱温度）と加熱速さ（Ｈｉｓｈｉｎｕｍａ効果）がパラメータになっている。
　このようにヒートシールには、接着面が剥離可能な剥がれシールと剥離できない破れシールがあるが、開封の便利さから剥がれシール適用の期待が高まっている。
　ヒートシールによって形成される袋にはいくつかの種類があるが、そのなかで、ガセット袋などの場合には、ガセット折部やセンターシール部をさらにヒートシールする端部では袋を形成するフィルムやシートの枚数が増し、その境界が段差になっている。ガセット袋は、両側にガセット折部があり、中央縦方向には合掌貼りされたセンターシールがある。これらの個所は４枚部となっており、その間は２枚部となっているので、その境界は段差部になっている。このような段差がある袋を剥がれシールでヒートシールすると段差部に漏れを生じていることを本発明者は発見し、この問題を、帯状に形成されている剥がれシールの長尺方向に線条シールを付加する新たなヒートシール構造を開発して解決した（特許文献１）。
　通常のヒートシール方法は、ヒートジョーを用いた間欠式の加熱方法である。この方法は、一対の加熱体の間にヒートシール材料を置き、一方又は双方の加熱体を進退させてヒートシールを行なう方法である。これに用いる装置において、対向する加熱体はそれぞれ内部にヒーターが埋設され、そのヒートシール面近傍にはさらにヒートパイプが埋め込まれている。いずれの加熱体もヒーターの近傍には温度調節センサや、さらにヒートシール面には加熱体表面温度を測定するセンサが取り付けられている。そして、ヒートシール面はカバー材で覆われている。ヒートシール材料（ワーク）を一方の加熱体の上に置き、他方の加熱体を下降させてヒートシール材料を圧着してヒートシールを行なう。
　ヒートシール終了後は加熱体を上昇させてヒートシール材料を取り出し、この間欠動作を繰返す。線条シールを付加する方法では、加熱体のヒートシール面に線条の突起、他方の加熱体の表面には３～５ｍｍの耐熱弾性体を設けている。この場合、カバー材は装着しない。
　この装置の概略を図１０に示す。同図において、加熱体は上下に配置されて、上方の加熱体の加熱面には線条突起が設けられ、下方の加熱体の加熱面上には弾性体が装着されている。加熱体の間にはヒートシールされるピロー袋が置いてある。上方の加熱体が下降してピロー袋を押付けると圧着部が全長に亘ってヒートシールされ、その際、線条突起は弾性体に押込まれる。
特許第５７７９２９１号公報
　本発明者が先に開発した線条突起のヒートシール装置では、線条突起を弾性体に押込んで、線条シールを形成しているので、ヒートシール材料に剛性があると線条シールの接着強度が不十分になるという問題を生じた。
　通常のプラスチック材の剛性（ヤング率）は、数十ＭＰａである。しかし、市場に普及している中身が見易い透明性と適当な剛さが発現する延伸フィルムは、結晶の方向性化により、その剛性は非常に大きくなり、常温では３，０００～４，０００ＭＰａとなっている。
　今日の包装に適用されている代表的なプラスチック材のヤング率のカタログデータを表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　特に、片面が剛体であるカップやトレーの場合は、線条シールの形成が容易でなかった。
　本発明者は、上記問題を解決するべく鋭意検討を進め、線条突起によるシールと面圧着によるシールを切り離して、それぞれの圧着操作を確実に行えるようにすることに想到した。そして、線条突起によるシールは、弾性体を用いずに、線条突起をヒートシール材料を介して接着対向する加熱体に押圧すれば、ヒートシール材料に剛性があっても線条シールを確実に形成できるのではないかと考えた。そうすると、線条突起により平面部の圧着応力が不足するので、線条突起の両側に弾性体を配置して平面部の圧着応力を高めることを考えた。
　そこで、これを確認するために、図１に示す装置を作製した。この装置は、加熱体である上下のヒートバーよりなり、このヒートバーを下降させてヒートシール材料を圧着してヒートシールする装置であり、下のヒートバーには、線条突起のあるヒートバー（下１）と、線条突起のないヒートバー（下２）の２種類を準備した。線条突起の大きさは、先端幅０．３ｍｍ、底部幅０．５ｍｍの断面が台形であり、高さは０．５ｍｍである。線条突起のないヒートバー（下２）には弾性体としてショアＡ５０で厚さ３ｍｍのシリコンゴム板を設置した。
　シリコンゴム板の圧縮代と圧着圧の関係を、ショアＡ５０、Ａ７０で厚さ３ｍｍ、５ｍｍについて測定した結果を図２に示す。この結果から、ゴム板には圧縮代と発生応力との関係で所望の特性が含まれるショアＡ５０で厚さ３ｍｍのものを用いた。
　ヒートシール材料には、市場に最も普及している、ＯＰＰ３０μｍ／ＬＬＤＰＥ２５μｍの２層フィルムを用いた。表層材のＯＰＰは融点１６５℃、ビカット軟化点（軟化温度）８０～１００℃であり、シーラントのＬＬＤＰＥは融点１１１～１２４℃、ビカット軟化点（軟化温度）４１～８５℃である。試験標本には、真中で折込んで２枚重ねにしたものと（ワーク（１））とピロー袋にする幅１０ｍｍのセンターシール（Ｌｆ）を設けたもの（ワーク（２））の２種類を用い、圧着面積は長さ（Ｌ）４５ｍｍ又は９０ｍｍで幅（Ｗ）１６ｍｍとした。
　圧着時間は、ヒートバーの接触面温度の９９％に到達できるよう約５秒間とし、圧着荷重は、標本に掛かる圧着圧が推奨圧着圧の最低である０．１ＭＰａ付近になるように４８Ｎと１００Ｎを選択した。
　圧着面積と圧着荷重による発生圧着応力を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　加熱面温度を９０～１２８℃に変化させてヒートシールを行い、得られたヒートシール縁に深傷液（ＪＩＳ　Ｚ　２３４３－２に相当）を点滴して、液の通過の有無をルーペで観察した。
　２枚重ねの試験標本のヒートシール結果を表３に示す。同表において、線条突起部である「一条あり」はヒートバー（下１）を用いて得られた結果であり、平面部である「平面」と折曲部である「コーナ」はヒートバー（下２）を用いて得られた結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３から分かるように、線条突起による局部圧着（一条あり）では、荷重の４８Ｎ、１００Ｎのいずれの場合も、折曲部であるコーナも含め、シーラントのＬＬＤＰＥの軟化が始まる９４℃から密封が完成している。
　一方、平面部の密封は、表層材のＯＰＰの軟化が進む１１０℃から始まっている。これは、プラスチック材の密封が接着強さでなく、接着面の気密状態で完成する物理現象だからである（第２５回日本包装学会年次大会要旨集２０１６）。
　折曲部であるコーナの密封は、表層材のＯＰＰの軟化がより進む１１３℃より高い１１４～１１６℃の加熱を要しており、圧着圧が０．１５ＭＰａに高まることによって１１３℃付近に低下している。
　この結果、線条突起をヒートシール材料を介して直接金属板である対向するヒートバーに押し付けても、２枚重ねで僅か１１０μｍの厚みのヒートシール材料が切断せず、形成された線条シール部の破断強度も問題ないことが確認された。
　２枚重ねに加えて４枚重ねになるセンターシールを有するピロー袋の試験標本のヒートシール結果を表４に示す。この実験では、ヒートバー（下１）の線条突起の両側にヒートバー（下２）に用いたシリコンゴム板を配置した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示されているように、４枚部はいずれもＬＬＤＰＥの軟化が始まる９４℃から密封が完成している。これは、４枚部の平面圧着は開始から２枚部の圧着に到達する迄全荷重が掛って高圧着圧（≒０．２～０．６ＭＰａ）になっているからである。
　線条突起による圧着は、４枚部と２枚部の段差部の貫通孔をなくすために、表層材のＯＰＰの軟化が始まる１１２～１１３℃から密封が完成している。
２枚部と４枚部の圧着は、２枚分の陥没の後に始まるから２枚部の圧着が不十分となる。不足分は、軟化温度で補うので、密封完成は１１４～１１６℃にシフトしている。
　以上の結果から、線条突起の両側に弾性体を配置してヒートシールを行えば、平面部に段差があっても平面部を良好な圧着圧で圧着でき、線条シールも良好に形成できるので、ヒートシール材料に剛性が残っていても良好な複合ヒートシール構造を形成できることを見出した。
　すなわち、本発明は、少なくとも一方が加熱体である圧着体の間にヒートシール材料を挟んで圧着することによりヒートシールするヒートシール装置において、前記ヒートシール材料に帯状の剥がれシールを形成する前記加熱体の加熱面に、前記帯状の剥がれシール内の長尺方向に線条の剥がれシールを付加する線条突起が、前記加熱面から突出して設けられるとともに、前記線条突起の両側の前記加熱面上に弾性体が配置されていることを特徴とする、複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置を提供するものである。
　本発明により、ヒートシール材料の剛性によらず、線条シールを含む複合ヒートシール構造のヒートシールを剥がれシールで形成することができ、カップやトレーであっても気密性の高いシールが得られる。
本発明の構成を確認するために行ったヒートシール装置の正面と側面の概略図である。 シリコンゴム板の圧縮代と発生応力の関係を示すグラフである。 本発明のヒートシール装置の一例の正面とそのＡ－Ａ´線の断面の概略図である。 図３のヒートシール装置のヒートバー（上）の拡大図である。 図３のヒートシール装置でピロー袋をヒートシールした際の圧縮代と発生応力の関係を示すグラフである。 ヒートシール材料としてＯＰＰ／ＬＬＤＰＥ積層フィルムを用いた場合の接着面温度とヒートシール強さの関係を示すグラフである。 本発明のヒートシール装置をカップの蓋シールに適用した一例の正面とそのヒートバーの裏面の概略図である。 その場合の接着面温度とヒートシール強さの関係を示すグラフである。 その場合の接着面温度と界面温度の圧着時間変化を示すグラフである。 従来の複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置の正面と側面の概略図である。
　本発明のヒートシール装置でヒートシールされるヒートシール材料は、少なくとも一方が熱可塑性樹脂でもう一方がこの熱可塑性樹脂と熱接着する材料であればよいが、通常は、両方共熱可塑性樹脂のフィルムやシートで包装袋や包装容器などに形成される。
　包装袋には、２枚のシートを重ねて４辺をシールする四方シール袋、シートを折り重ねて３辺をシールする三方シール袋、袋のセンター部分を合掌貼にするピロー袋、センター部分を重ね合わせた封筒袋、ピロー袋の両側にまち（襠）を設けたガセット袋などがある。
　包装容器は、カップやトレーなどの上部開口をシートでヒートシールしたものである。
　ヒートシール材料であるフィルムやシートは、ヒートシールできる層があれば単層であっても複数層から形成されていてもよい。このヒートシールできる層の材質はヒートシールできるものであればよいが、通常は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体などである。その外、結晶化していないポリエチレンテレフタレートなども用いうる。ヒートシールできる層の厚さも特に制限されないが、通常３～２００μｍ程度、典型的には５～１５０μｍ程度である。段差部の埋め合わせのためには、ヒートシールできる層の厚さが材料全体の厚さの２０％以上であることが必要である。
　複数層からなるフィルムやシートは、印刷適性、破損耐性、ガスバリア性の向上、製袋の剛性調整、軟化状態の加熱板への粘着防止の改善等を期して、２種以上の材料を積層したものであり、少なくとも一方の表面層にはヒートシールできる層である接着層（シーラント）が配置される。そして、袋の外面となる表層材は接着層の適用温度域では熱可塑性が起こらない材料が選ばれる。
　複数層からなるフィルムやシートの厚さも特に制限されないが、通常２０～２００μｍ程度、典型的には２０～１２０μｍ程度である。
　袋や容器のヒートシールの幅も通常の幅でよく、一般に３～２０ｍｍ程度、典型的には５～１５ｍｍ程度である。このヒートシール幅はヒートシール部全てが同一でもよく、あるいは、例えば上辺シールとセンターシールで異なっていてもよい。
　本発明のヒートシール装置で形成される複合ヒートシール構造は、剥がれシールで帯状に設けられた帯状剥がれヒートシールと、その内に長尺方向に設けられた線条剥がれヒートシールよりなる。
　帯状剥がれヒートシールは、包装袋の場合には開封しようとする辺に設けられ、その幅は、一般に３～３０ｍｍ程度、典型的には５～１５ｍｍ程度である。剥がれ強さである接着強度（ヒートシール強さ）は通常２～１５Ｎ／１５ｍｍ程度、一般的には２～１２Ｎ／１５ｍｍ程度が好ましい。この範囲に設定すれば例えばこどもでは開け難い制限のある用途別の易開封に対応できる。
　線条シールの幅は０．０５～２ｍｍ程度、好ましくは０．１～１．５ｍｍ程度であり、また深さは０．０５～２ｍｍ程度、好ましくは０．１～１．５ｍｍ程度である。線条シールの接着強さは２～１５Ｎ／１５ｍｍ程度、好ましくは２～１２Ｎ／１５ｍｍ程度とするのがよい。
　この線条シールは帯状剥がれヒートシールの長手方向に設けられ、ヒートシール面の中央ではなく外縁に寄せて線条シールを帯状剥がれヒートシールの中央に設けるよりも剥がれシール面を包装袋の内側により大きく設けることが好ましく、例えば、内縁から全幅の６０～８０％程度の範囲が適当である。
　線条シールは、原則として1本であるが、本発明の作用効果を損なわない範囲で、局部圧着荷重を増加して複数、例えば２本あるいは３本設けることも可能である。
　ヒートシール面が曲線の場合には、線条シールはこの曲線に沿って設けることが好ましい。
　本発明のヒートシール装置は、本発明者が先に開発した複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置（特許文献１）を改良するものであり、その弾性体を線条突起を有する加熱体に対向する圧着体から線条突起を有する加熱体側に移し、その線条突起の両側に配置している。
　加熱体は、基本的には、従来のヒートシール装置のものと同じであり、基本的に一対の加熱体の加熱面が平行に、従って、ヒートシール時には全面が均等な圧力で加圧するように構成、配置される。加熱面は通常は平面である。そして、その少なくとも一方の加熱面の幅が、ヒートシール材料に形成するヒートシール部のみを加熱しうるようになっている。他方の加熱面は、一方の加熱面と同一であってもよく、あるいは、それより広く、台として機能させるものであってもよい材質は熱伝導性の高い銅、アルミニウム、真鍮やステンレススチールが用いられる。
　しかしながら、カップやトレーなどをヒートシールする場合は、加熱体は蓋材を圧着する側に設けられ、カップやトレーを受ける側は加熱機構のない圧着体が使用される。
　加熱体とヒートシール材料を挟圧させるあるいは解放する作動機構は、従来のヒートシール装置と同じでよく、作動は、一方の加熱体のみを動かしても両方を動かしてもよい。
　加熱体を加熱する加熱機構も従来のヒートシール装置と同じでよく、通常は電気が用いられる。
　線条突起は、少なくとも一方が加熱体である圧着体において、加熱体の加熱面に設けられ、その幅や長さはヒートシールで形成される線条シールに対応したものとする。また、断面形状も線条シールに対応した形状とされ、例えば円弧状とか台形にされる。一方、高さは、線条突起の両側に配置される弾性体が先ず段差のある平面部の圧着に必要な圧着圧を発生させる。一条突起による２/４枚部の段差の密封には、材料厚さの２枚分以上の塑性変形を必要とするから、この分も平面部の圧着代に追加される。従って一条突起の作動開始は塑性変形代分を先行する高さの設定をする。弾性体の厚みＨ（ｍｍ）の、（１／２）Ｈ＜ｈ＜Ｈ－０．１ｍｍの範囲内になるようにする。
　弾性体は、平面部の圧着を適正圧で行うものであり、ヒートシール温度に耐える耐熱性も必要であるので、シリコンゴム、フッ素ゴムなどが好ましい。そして、硬さがショア硬さでＡ４０～Ａ９０程度、厚さが０．５～８ｍｍ程度、好ましくは１～５ｍｍ程度の板体が通常使用される。この厚さは、ヒートシール時に元の厚さの５０％以内の圧縮代で０．０１～０．４ＭＰａ程度、好ましくは０．１～０．３ＭＰａ程度の圧着圧が発生するように設定される。
　本発明のヒートシール装置では、ヒートシール時に線条突起で通常金属面である加熱体等の圧着体にヒートシール材料を押付けているので、その際のヒートシール材料の切断を防止するために、いずれかの圧着体の圧着面にストッパを設けることができる。このストッパは、圧着時に圧着体間に間隙を残すものであり、厚さは切断を防止できる程度、例えば、０．０５～０．１５ｍｍ程度あればよい。材質、形状等はヒートシール材料に被害を与えなければよい。
　加熱体等の圧着体の進退には、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用い、あるいはバネによる荷重の付加を利用でき、これらを用いた場合、通常は所定の間隔を残して圧着できるので、上記のストッパは通常は不要であり、安全のために設ける。
　本発明のヒートシール装置を用いたヒートシール条件は、ヒートシール材料の種類と形態等に応じて、段差部に貫通孔が残存しないよう設定される。その際、圧着圧は平面部が０．０１～０．４ＭＰａ程度、好ましくは０．１～０．３ＭＰａ程度になるように調整するのがよい。また、線条突起部は、例えば０．３ｍｍの幅の突起で８０Ｎ／ｃｍの荷重を超すと圧着面が白濁して脆くなるので２０～８０Ｎ／ｃｍ、好ましくは３０～６０Ｎ／ｃｍになるようにするのがよい。これは０．２～０．５ｍｍの幅ではほぼ同じになる。
　表５に、本発明者が測定した代表的なプラスチック材料の加熱温度（接着面）と密着達成温度とヒートシール強度の関係を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 　最短平衡温度加熱は収斂値の９８～９９％になる加熱を意味する。
　ＬＤＰＥ　　　　融点１０５～１１５℃　　ビカット軟化点９５～１０９℃
　ＬＬＤＰＥ　　　融点１１１～１３０℃　　ビカット軟化点４１～８５℃
　ＣＰＰ　　　　　融点１３５～１６５℃　　ビカット軟化点８０～１００℃
　ＯＰＰ　　　　　融点１６５℃　　　　　　ビカット軟化点（１００）℃
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　）は推定値
　溶着面温度計測法；“ＭＴＭＳ”を適用し、標本の接着面に溶着面温度センサを挿入して、計測し、その温度を溶着面（接着面）温度として利用する。常温に冷却後、加熱標本の接着エッジに探傷液（“一条シール”チェッカー）を点滴する。液の浸透状態を目視（ルーペ）確認して、密封性の是非を評価。
　同表に示すように、ＣＰＰは１１０℃、ヒートシール強さ０．２Ｎ／１５ｍｍ、ＬＤＰＥは９４℃、ヒートシール強さ０．１Ｎ／１５ｍｍ、ＯＰＰ／ＬＬＤＰＥは１０６℃、ヒートシール強度７Ｎ／１５ｍｍ、ＯＰＰ／ＣＰＰは１１３℃、ヒートシール強さ０．４Ｎ／１５ｍｍで密着達成している。
　従来はヒートシール強さと密着達成は強い相互関係があるとされていた。
　しかし、ＯＰＰ／ＬＬＤＰＥの例にみられるように、９４℃（０．３Ｎ／１５ｍｍ）から接着は発現しているのに、密着の完成は１０６℃以上になっている。ＯＰＰ／ＣＰＰでは、軟化温度域の１１３℃の０．４（Ｎ／１５ｍｍ）で密着が完成している。この知見から、密着の完成は、材料の剛性を低下させる軟化温度が支配していることが分かる。
［実施例１］
　図３に示すヒートシール装置を用いた。
　この装置は、ヒートバー（上）とヒートバー（下）からなっており、ヒートバー（下）は固定されていて、ヒートバー（上）が駆動源により上下動してヒートシール材料を圧着するようになっている。
　駆動源の下端には駆動板が取付けられていて、その下には受け弾性体が配置されており、ヒートバー（上）は駆動板を取付けられた初期圧着圧設定ネジで支承されている。
　受け弾性体は、その大きさを変えてヒートシール材料の圧着圧を変更するものであり、
駆動源に精密制御のできるエアシリンダ等の荷重装置を採用して供給空気圧の調整で荷重調整すれば、受け弾性体は不要になる。
　ヒートバー（上）のヒートシール材料加熱面である下面には、中央部に線条突起が形成され、その両側には弾性体が配置されている。
　ヒートバー（下）のヒートシール材料加熱面である上面は両側が削取されてヒートシール幅Ｗとなっており、前端部と後端部にはヒートバー（上）のストッパが設けられている。駆動源にエアシリンダ等を使用すればストッパは省略できる。
　弾性体と受け弾性体にはいずれもＡ５０で厚さ３ｍｍのシリコンゴム板（弾性係数１００Ｎ／ｃｍ２／０．１ｃｍ）を使用した。
　４枚部／２枚部の平面圧着を達成するために先ず、０．３ｍｍ圧縮した。
　線条突起は、(高さｈ)＝（３－０．３）＝２．７ｍｍ、基端部の幅２ｍｍ、先端部の幅０．３ｍｍの台形状とした。
　ヒートシール材料には、０．０３ｍｍのＯＰＰ（融点１６５℃、ビカット軟化点１００℃付近）を表層とし、０．０３ｍｍのＬＬＤＰＥ（融点１１１－１３０℃、ビカット軟化点４１－８５℃）を接着層とする２層フィルムをピロー袋にする状態で使用し、ヒートシールは幅１ｃｍ、長さ１０ｃｍとした。受け弾性体は幅Ｗ１を２ｃｍとし、長さＬｗを２～１０ｃｍに変化させて圧着圧を制御した。
　本発明の一条突起の機能を確認するために、ヒートシール面の弾性体を付けずに、標本幅を１０ｍｍに設定して、受け弾性体の長さＬｗを変えて、圧縮代ｄと線条突起１ｃｍ当りの発生応力を求めた結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　線条突起による密封性については、０．３ｍｍ幅の圧着代では、Ｌを５～１０ｍｍに変化させると２０～６０Ｎ／ｃｍの荷重で塑性変形による密着ができる。
　又、Ｌｗ＝５ｍｍとして、圧縮代を０．３～０．７とすれば、３０～７０Ｎ/ｃｍの適正圧着荷重が作れることが分かった。
　ピロー袋には２枚部に加えてセンターシールの４枚部があるので、圧着は４枚部から始まり、圧縮代が０．２ｍｍ付近から２枚部の圧着も始まって、２枚部にも０．２ＭＰａの圧着圧が掛かるのは０．４ｍｍ付近となる。
　この圧縮代と圧着圧の関係の実測値をモデル化して図５に示す。
　この検討結果から、線条突起の先端が材料を押し始める圧縮開始点を０．３ｍｍとするとの一条突起の高さは（Ｈ－０．３）ｍｍとなる。突起の材料への食い込みは実測から０．２ｍｍとなり、この間は平面部の圧縮も並行する。圧縮代０．５ｍｍの時、線条突起の圧縮力が４０Ｎ／ｃｍになる様子を図５に挿入した。線条突起の圧力上昇傾斜は、受け弾性体の面積とバネ定数で選択する。
　この事例の駆動源の圧縮代０．５ｍｍでは、平面圧着部の荷重が８０Ｎ／ｃｍ２×１０＝８００Ｎ、線条突起部の荷重が４０Ｎ／ｃｍ×１０＝４００Ｎとなり、総荷重が１２００Ｎとなる。ヒートバー（上）、（下）の間に０．５ｍｍ厚のストッパを設置すれば、総荷重を１２００Ｎに抑えて過加圧による切断を回避できる。
　実施事例標本の接着面温度とヒートシール強さ（全面）の関係を図６の線Ａに示した。線状突起の発生荷重を作成して、各加熱温度での密封化荷重を試行錯誤で検知して、密封化の加熱温度との関係を（Ｂ）に示した。密封化は１１３℃付近で４０Ｎ／ｃｍで完成することが分かった。１１２℃以下では７０Ｎ／ｃｍを掛けても密封化できなかった。
　標本の軟化特性が関係していることが分かった。表層材のシュリンク温度帯の１２２℃以降では、２０Ｎ／ｃｍの荷重でも密封が可能になっている。この標本の剥れシールの１１２℃以下では、８０Ｎ／ｃｍの荷重でも密封化は困難であることが分かった。ＯＰＰフィルムが表層材の場合、１１３～１２０℃で剥れシール帯が発現するシーラントの選択を促している。
［実施例２］
　図７に示す装置を作製してカップのシールを行った。
　この装置は、円形ヒートバーとカップの圧着受台からなっており、圧着受台は固定されていて、円形ヒートバーが駆動源により上下動して蓋材をカップ本体に圧着するようになっている。
　駆動源の下端には円形駆動板が取付けられていて、その下には受け弾性体を十文字に配置して均圧化を図っており、円形ヒートバーは円形駆動板に取付けられた初期圧着圧設定ネジで支承されている。
　受け弾性体は、その大きさを変えて蓋材のカップ本体への圧着圧を変更するものであり、駆動源にエアシリンダ等を採用すれば、受け弾性体は不要になる。
　円形ヒートバーの下面には円形線条突起が形成され、その両側には弾性体が配置されている。
　圧着受台の周縁部４箇所にはストッパが設けられている。駆動源にエアシリンダ等を使用すればストッパは省略できる。
　線条突起は、高さ０．７ｍｍ、基端部の幅０．４ｍｍ、先端部の幅０．２ｍｍの台形状とした。弾性体にはＡ５０で厚さ１ｍｍのシリコンゴム板を使用し、受け弾性体には、Ａ５０で厚さ３ｍｍのシリコンゴム板を使用した。
　ヒートシールするカップには、カップのフランジ面の外形が６５ｍｍ、ラウンジ幅３．５ｍｍのＡ社市販品を用いた。カップ本体は、紙にプラスチック材料を含浸した厚さ０．４ｍｍで形成されており、蓋材には、厚さ０．１ｍｍのイージーピールシーラント仕様のアルミラミフィルムを用いた。
　加熱は、円形ヒートバーからの片面加熱で行った。圧着には０．２ｍｍの圧縮代で平面部に４０Ｎ／ｃｍを荷重した。
接着面温度を６６℃から１４２℃まで加熱温度を変えてヒートシール強さを測定した結果を図８に示す。
　その結果、７３℃で平面部の密封が完成してヒートシール強度が上昇し、剥がれシール面が均一になる温度帯は９０℃付近からであった。線条突起による密封は９２℃で完成し、１１０℃付近からはヒートシール強度が上昇した。一方、１１８℃付近からヒートシールエッジに溶融したシーラントがはみ出すことが分かった。これらの結果から、剥がれシールで密封化して追加熱を防御できる温度範囲は９０～１１８℃であった。
　同一温度の両面加熱の場合は、時間を掛けて加熱をすれば、溶着面（接着面）は、蓋材の外面と接触する温度に収斂（平衡温度）する。
　片面加熱の場合は、材料内の温度分布は、（加熱面温度）／受け台温度の差分に応じて、ほぼ直線的に分布するので、溶着面（接着面）と≪界面温度≫間には、自然に温度差が出る。
　ヒートバーの加熱面温度を１９０～２２０℃にしてヒートシールを行い、圧着時の界面温度（弾性体の表面温度）と（特別に用意した溶着面温度計で）接着面温度の応答を測定した結果を図９に示し、その圧着時間１．０～１．５秒の間の加熱面温度、界面温度、溶着面温度の詳細な関係を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　その結果、例えば、加熱時間を１．３秒とすると、加熱面温度が１９０℃の場合、接着面温度が９６℃になり、加熱面温度が２２０℃の場合、接着面温度が１１０℃となって、図８の適正加熱温度帯に入る。
　本発明は、剛性のあるヒートシール材料であっても線条シールを加えることにより、形成される包装体に段差があっても確実に密封することができるので、剛性のあるヒートシール材料を含め幅広く適用でき、特に、カップやトレー等に利用できる。

Claims (4)

  1. 　少なくとも一方が加熱体である圧着体の間にヒートシール材料を挟んで圧着することによりヒートシールするヒートシール装置において、
    　前記ヒートシール材料に帯状の剥がれシールを形成する前記加熱体の加熱面に、前記帯状の剥がれシール内の長尺方向に線条の剥がれシールを付加する線条突起が、前記加熱面から突出して設けられるとともに、前記線条突起の両側の前記加熱面上に弾性体が配置されていることを特徴とする、複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置。
  2. 　線条突起の高さｈ（ｍｍ）が、両側に設置された弾性体の厚みＨ（ｍｍ）の、（１／２）Ｈ＜ｈ＜Ｈ－０．１ｍｍの範囲にある請求項１記載のヒートシール装置。
  3. 　請求項１記載のヒートシール装置を用いてヒートシールを行う方法において、ヒートシール材料の平面部の圧着圧が０．０１～０．４ＭＰａであることを特徴とするヒートシール方法。
  4. 　ヒートシール材料がカップ又はトレーである請求項３記載のヒートシール方法。
PCT/JP2023/024984 2022-09-13 2023-07-05 帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置 WO2024057682A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022144954A JP7227669B1 (ja) 2022-09-13 2022-09-13 帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置
JP2022-144954 2022-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024057682A1 true WO2024057682A1 (ja) 2024-03-21

Family

ID=85277853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/024984 WO2024057682A1 (ja) 2022-09-13 2023-07-05 帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7227669B1 (ja)
WO (1) WO2024057682A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043502U (ja) * 1983-09-01 1985-03-27 凸版印刷株式会社 ヒ−トシ−ル盤
JP5779291B1 (ja) * 2014-08-22 2015-09-16 一夫 菱沼 重ね部段差に適応しうる複合ヒートシール構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043502U (ja) * 1983-09-01 1985-03-27 凸版印刷株式会社 ヒ−トシ−ル盤
JP5779291B1 (ja) * 2014-08-22 2015-09-16 一夫 菱沼 重ね部段差に適応しうる複合ヒートシール構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP7227669B1 (ja) 2023-02-22
JP2024040544A (ja) 2024-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3130547B1 (en) Compound heat seal structure capable of being fitted to level difference of stacked area and method of sealing a package
AU604465B2 (en) Side sealed thermoplastic bag
RU2499673C2 (ru) Отслаиваемые композитные термопластичные герметики в упаковочных пленках
JPH07112746A (ja) 易開封性密封袋
JP2013210295A (ja) 接着強度評価方法および評価装置
JP2008207830A (ja) 薄肉包装袋およびその製造方法
JP2021183390A (ja) 包装袋の製造方法及び包装袋
US20080187256A1 (en) Method of forming composite seal structure of peel seal and tear seal
WO2024057682A1 (ja) 帯状の剥がれシールの長尺方向に線条の剥がれシールが付加された複合ヒートシール構造を形成するヒートシール装置
JP2019038603A (ja) 液中シール用ラミネートフィルムおよび液中シール方法
TW534890B (en) Packaging container, packaging body including the same, and packaging method
JP6032450B1 (ja) 基材におけるシーラントの層の選定方法
JP2015151137A (ja) ヒートシール装置および被シール体の製造方法
JP7369586B2 (ja) 再封性シール材用積層体、再封性シール材、再封性シール材付き容器、包装体
JP2010018300A (ja) シール装置
JP2018140519A (ja) パウチ容器のヒートシール装置
JP6159603B2 (ja) 包装袋及びその製造方法
JPH09315465A (ja) 電子レンジ調理用食品の包装用シート材及びそれを用いた包装体
JP2005047605A (ja) 蒸気抜き機能を有する包装袋とそれを用いた包装体
WO2023013472A1 (ja) シール装置
JP5396622B2 (ja) 飲食品包装袋用の液体注出ノズルおよびそれの製造方法
JP7410112B2 (ja) 包装容器
JP2023118664A (ja) 電子レンジ用包装体
JP2023019685A (ja) 開封口の湾曲変形防止機能を有する包装体
JP2000109007A (ja) 易剥離面の形成方法及び易開封性容器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23865044

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1