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包装体製造装置及び包装体製造方法
説明

包装体製造装置及び包装体製造方法

【課題】多種多様な内容物を充填可能な包装体を製造する包装体製造装置及び包装体製造方法を提供する。
【解決手段】帯状フィルムFが、筒状形成部10において、長手方向に延びる両側部が重ねられて、封止テープTと溶着するシール層が形成された面Fsbが外面となるように筒状に巻かれ、封止テープ配設部23において、重ねられた両側部にまたがって外側から長手方向に沿って封止テープTが配設され、溶着部13において、両側部の外面Fsbと封止テープTとが接合されて形成された筒状フィルムF1に、内容物Cが充填されて包装体を得る。この包装体は、筒状フィルムF1が形成される際に内面Fsaを直接溶着しなくて済むため、内層の材質の選択肢を増やせて多種多様な内容物Cを筒状フィルムF1に充填可能である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は包装体製造装置及び包装体製造方法に関し、特に多種多様な内容物を充填可能な包装体を製造する包装体製造装置及び包装体製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ソーセージやスティックチーズ等の内容物を筒状フィルムに充填し、両端を結紮して製造される包装体は、帯状のフィルムを筒状に巻き側縁部を重ね縦シールして筒状フィルムを形成する機構と、筒状フィルムに内容物を充填する機構と、内容物が充填された筒状フィルムの両端を結紮する機構とを備える包装体製造装置で製造できることが知られている。このような包装体製造装置では、帯状のフィルムを筒状に巻き側縁部を重ねてシールする際、筒状に巻いたフィルムの一方の側縁部の内面と他方の側縁部の内面とを重ね合わせてシールするいわゆる合掌貼りか、一方の側縁部の外面と他方の側縁部の内面とを重ね合わせてシールするいわゆる封筒貼りが行われるため、合掌貼りの場合は少なくとも内面が、封筒貼りの場合は内外面共に、加熱溶着可能な合成樹脂の層(シール層)が形成された帯状のフィルムが用いられる(例えば、特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−231639号公報(段落0030、0032等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、筒状フィルムの内面は充填された内容物に接触する部分であるため、筒状フィルムの内面にシール層を形成することに伴って、結果的に、充填される内容物の種類も制限を受けることとなる。
【0005】
本発明は上述の課題に鑑み、多種多様な内容物を充填可能な包装体を製造する包装体製造装置及び包装体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る包装体製造装置は、例えば図1、図3、図6に示すように、合成樹脂と溶着するシール層が少なくとも片方の面Fsbに形成された帯状のフィルムFを、シール層Fsbを外側にして帯状の長手方向に延びる両側部Fi、Fj(図3)が重なるように筒状に巻く筒状形成部10と;筒状に巻かれた帯状のフィルムFの両側部Fi、Fjが重ねられた部分に、両側部Fi、Fjにまたがって外側から長手方向に沿ってシール層Fsbと溶着する合成樹脂の封止テープTを配設する封止テープ配設部23と;筒状に巻かれた帯状のフィルムFの外面Fsbと封止テープTとを両側部Fi、Fjの双方で長手方向に沿って溶着する溶着部13とを備える。
【0007】
このように構成すると、筒状に巻かれた帯状のフィルムの外面と封止テープとを両側部の双方で長手方向に沿って溶着する溶着部を備えるので、溶着がされない筒状フィルムの内面の層の材質の選択肢を増やすことができ、これによって筒状フィルムに充填される内容物の制約を取り除くことができて、内面をシール層にせざるを得なかった従来の包装体に比べて多種多様な内容物が充填可能な包装体を製造することができる包装体製造装置になる。
【0008】
また、本発明の第2の態様に係る包装体製造装置は、例えば図1、図3、図6に示すように、上記本発明の第1の態様に係る包装体製造装置1において、筒状形成部10が、帯状のフィルムFの一方の面Fsaの一方の側部Fiと他方の面Fsbの他方の側部Fjとが接触するように帯状のフィルムFを筒状に巻く。
【0009】
このように構成すると、いわゆる封筒貼りの筒状フィルムが形成されることとなり、封止テープが配設されたときにいわゆる合掌貼りのように一方の側部が折り返されることがなく、前記折り返された部分のように応力が集中する部分が生じることを回避することができる。
【0010】
上記目的を達成するために、本発明の第3の態様に係る包装体製造方法は、例えば図1及び図4(並びに図6及び図7)を参照して示すと、合成樹脂と溶着するシール層が少なくとも片方の面Fsbに形成された帯状のフィルムFを、シール層Fsbを外側にして帯状の長手方向に延びる両側部Fi、Fj(例えば図3参照)が重なるように筒状に巻く筒状形成工程(St1)と;筒状に巻かれた帯状のフィルムFの両側部Fi、Fj(例えば図3参照)が重ねられた部分に、両側部Fi、Fj(例えば図3参照)にまたがって外側から長手方向に沿ってシール層Fsbと溶着する合成樹脂の封止テープTを配設する封止テープ配設工程(St2)と;筒状に巻かれた帯状のフィルムFの外面Fsbと封止テープTとを両側部Fi、Fj(例えば図3参照)の双方で長手方向に沿って溶着する溶着工程(St3)とを備える。
【0011】
このように構成すると、筒状に巻かれた帯状のフィルムの外面と封止テープとを両側部の双方で長手方向に沿って溶着するので、溶着がされない筒状フィルムの内面の層の材質の選択肢を増やすことができ、これによって筒状フィルムに充填される内容物の制約を取り除くことができて、内面をシール層にせざるを得なかった従来の包装体に比べて多種多様な内容物が充填可能な包装体を製造することができる包装体製造方法になる。
【0012】
また、本発明の第4の態様に係る包装体製造方法は、例えば図3及び図4(並びに図7)を参照して示すと、上記本発明の第3の態様に係る包装体製造方法において、筒状形成工程(St1)が、帯状のフィルムFの一方の面Fsaの一方の側部Fiと他方の面Fsbの他方の側部Fjとが接触するように帯状のフィルムFを筒状に巻く。
【0013】
このように構成すると、いわゆる封筒貼りの筒状フィルムが形成されることとなり、封止テープが配設されたときにいわゆる合掌貼りのように一方の側部が折り返されることがなく、前記折り返された部分のように応力が集中する部分が生じることを回避することができる。
【0014】
また、第5の態様に係る包装体として、例えば図8に示すように、帯状のフィルムF(例えば図1も参照)が、帯状の長手方向に延びる両側部Fi、Fjが重ねられて筒状に巻かれ、筒状に巻かれた帯状のフィルムFの両側部Fi、Fjが重ねられた部分に、両側部Fi、Fjにまたがって外側から長手方向に沿って封止テープTが接合されて形成された筒状フィルムF1と;筒状フィルムF1内に充填された内容物Cとを備え;帯状のフィルムFが、筒状に巻かれたときの外面Fsbに封止テープTと溶着するシール層が形成されて構成されていてもよい。
【0015】
このように構成すると、帯状のフィルムが、筒状に巻かれたときの外面に封止テープと溶着するシール層が形成されているので、筒状フィルムが形成される際に内面を直接溶着しなくて済むため、筒状フィルムの内面の層の材質の選択肢を増やすことができ、これによって筒状フィルムに充填される内容物の制約を取り除くことができて、内面をシール層にせざるを得なかった従来の包装体に比べて多種多様な内容物を筒状フィルムに充填することが可能になる。
【0016】
また、第6の態様に係る包装体として、例えば図8に示すように、上記第5の態様に係る包装体Rにおいて、筒状フィルムF1が、帯状のフィルムFの一方の面Fsaの一方の側部Fiと他方の面Fsbの他方の側部Fjとが接触して構成されていてもよい。
【0017】
このように構成すると、いわゆる封筒貼りの筒状フィルムが形成されることとなり、封止テープが配設されたときにいわゆる合掌貼りのように一方の側部が折り返されることがなく、前記折り返された部分のように応力が集中する部分が生じることを回避することができる。
【0018】
また、第7の態様に係る包装体として、例えば図8を参照して示すと、上記の第5の態様又は第6の態様に係る包装体Rにおいて、筒状に巻かれた帯状のフィルムFの外面Fsbと封止テープTとが両側部Fi、Fjの双方で長手方向に沿って溶着され、筒状に巻かれた帯状のフィルムFの重ねられた両側部Fi、Fjのうち、外側に位置する側部Fiにおける封止テープTとの溶着強度が、内側に位置する側部Fjにおける封止テープTとの溶着強度よりも大きく構成されていてもよい。
【0019】
このように構成すると、包装体を開封するときに、筒状に巻かれ両側部が重ねられた帯状のフィルムの外側に位置する側部が封止テープに着いたままとすることができ、封止テープが溶着を介して筒状に巻かれた帯状のフィルムの外側に位置する側部と一体となって、筒状フィルムを剥がしやすくすることができる。また、筒状に巻かれた帯状のフィルムの両側部が密着した状態となり、筒状に巻かれた帯状のフィルムを剪断方向に引き剥がそうとするときは大きな力を要するので、両側部における封止テープとの溶着強度が大きく構成されていることは、包装体が製造された後の流通段階で意図しない剥離しようとする力が作用したときにこれを防ぐ方向に働くこととなる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、製造される包装体が、筒状に巻かれた帯状のフィルムの外面と封止テープとが両側部の双方で長手方向に沿って溶着されることとなるので、筒状フィルムが形成される際に内面を直接溶着しなくて済み、筒状フィルムの内面の層の材質の選択肢を増やすことができ、これによって筒状フィルムに充填される内容物の制約を取り除くことができて、内面をシール層にせざるを得なかった従来の包装体に比べて多種多様な内容物を筒状フィルムに充填することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る包装体製造装置の概略構成図である。
【図2】フォーミングショルダーの詳細図である。(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図3】帯状フィルムの両側部が重なる部分の部分側面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る包装体製造方法のフローチャートである。
【図5】筒状フィルムの軸直角方向断面を示す概略断面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る包装体製造装置の概略構成図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る包装体製造方法のフローチャートである。
【図8】第5の実施の形態に係る包装体の部分詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【0023】
まず図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る包装体製造装置1を説明する。図1は、包装体製造装置1の概略構成図である。包装体製造装置1は、帯状のフィルムとしての帯状フィルムFを筒状に巻く筒状形成部10(tube forming section 10)と、筒状に巻かれた帯状フィルムFに封止テープTを配設する封止テープ配設部としての封止テープ供給装置23(sealing tape feeder 23)と、筒状に巻かれた帯状フィルムFを封止テープTと共に接合する溶着部を構成する縦接合装置13(vertical sealing device 13)と、筒状に巻かれた帯状フィルムFが封止テープTと共に接合されて形成された筒状フィルムF1に内容物Cを充填する充填装置30(packing device 30)と、筒状フィルムF1に充填された内容物Cを所定量ごとにロケット包装された包装体R(図8参照)とするしごき装置40(wringer 40)、集束結紮装置70(bundling ligating device 70)、及び切断装置(cutting device)としてのカッター81とを備えている。
【0024】
帯状フィルムFは、その幅が、製造されるロケット包装の包装体R(図8参照)の軸直角断面における円周の長さよりも両側部が重なる分(筒状フィルムF1を形成するために重なる分)だけ長く形成されている。帯状フィルムFは、一方の面Fsaに所定の機能を有する機能性材質層が形成され、他方の面Fsbに熱溶融するシール層が形成された多層構造となっている。ここでいう機能性材質層は、製造されるロケット包装体R(図8)の内容物の保存に適した機能を有する材質で形成された層であり、充填される内容物に応じて、例えば、紙、フッ素系樹脂、無機物質の蒸着膜、液化燻煙剤転写膜、不織布、有機物質や無機物質の粉体を保持する膜、高温度で溶融するエンジニアリングプラスチック等が用いられる。機能性材質層は、結紮手段の選択の観点から、不溶性である不溶性材質層(例えば紙や粉体保持膜等)と、熱により溶融する熱溶融材質層(例えばエンジニアリングプラスチック等)とに大別される。本実施の形態では、機能性材質層が不溶性材質層であるとして説明する。
【0025】
帯状フィルムFは、筒状形成部10において、不溶性材質層が内側(内面)に、シール層が外側(外面)になるように、筒状に巻かれる。つまり、一方の面Fsaは、不溶性材質層が形成された面でもあり、内面でもある。したがって、本明細書では、一方の面の他、不溶性材質層形成面(あるいは不溶性材質層自体)及び内面も符号「Fsa」で表す場合がある。同様に、他方の面の他、シール層形成面(あるいはシール層自体)及び外面も符号「Fsb」で表す場合がある。帯状フィルムFは、不溶性材質層Fsaとシール層Fsbとの間に1つ以上の中間層が存在していてもよい。帯状フィルムFのシール層Fsbは、封止テープTと溶着可能であり、典型的には、ポリオレフィン、エチレン系共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂のいずれかが用いられる。
【0026】
上記のポリオレフィンとしては、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン・α−オレフィン共重合体(その多元共重合体も含む)、又はその線状低密度ポリエチレン(LLDPE)もしくはその超低密度ポリエチレン(VLDPE)が挙げられる。エチレン・α−オレフィン共重合体において、α−オレフィンとしては、炭素数が4〜8の範囲にあるものが好ましく、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、ヘプテン−1、オクテン−1等を挙げることができる。これらのα−オレフィンは、共重合体樹脂中に3〜15モル%を含有することが好ましい。また、LLDPFとしては、融点が116〜132℃、密度が0.918〜0.940g/cm、メルトフローレート(MFR)が0.3〜15g/10minのものが特に好適である。さらに、これらのエチレン・α−オレフィンの共重合体に分子量分布の広い高密度ポリエチレンを配合して又は分子量分布が2つの山のバイノーダル分子量分布とすることにより、その押出成形性を改善することができる。エチレン・α−オレフィン共重合体にブレンドする高密度ポリエチレンとしては、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以上、特に3.5〜6.0の範囲にあるものが成形性の改善の点で有効であり、また、密度は0.940〜0.968g/cmでメルトフローレートは0.3〜30g/10minであるものがよい。
【0027】
上記のエチレン系共重合体は、コモノマー成分として、(メタ)アクリル酸及びそのエステル、酢酸ビニルが好適である。例えば、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・メタアクリル酸共重合体(EMA)、エチレン・アクリル酸エチル共重合体(EEA)、エチレン・アクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン・酢酸ビニル共重合体が好適である。上記の樹脂組成におけるコモノマー成分の含有率は、2〜30質量%が好ましく、さらに5〜20質量%であると押出加工性とシール強度を特に兼ね備えるため好ましい。また、上記のポリエステル系樹脂としては、例えば、多価カルボン酸(ジカルボン酸)とポリアルコール(ジオール)との重縮合体であり、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)を好適に用いることができる。ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸(TPA)、2,6−ナフタレンジカルボン酸(NDC)であり、ジオール成分としては、エチレングリコール(EG)、1,3−プロパンジオール(PDO)、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)であり、これらの多価カルボン酸(ジカルボン酸)とポリアルコールから組み合わされるポリエステル系樹脂を用いることができる。また、上記のポリスチレン系樹脂は、立体規則性としてアタクチック構造の非結晶性ポリスチレン(70℃以上で軟化する)を好適に用いることができる。
【0028】
帯状フィルムFは、ロール状に巻かれ、原反21(flat film roll 21)として回転自在に(帯状フィルムFを引き出すことができるように)支持されている。本実施の形態では、帯状フィルムFは、不溶性材質層Fsaが内側に、シール層Fsbが外側になるようにロール状に巻かれている。原反21と筒状形成部10との間には、原反21から引き出された帯状フィルムFを筒状形成部10に導くガイドローラ22A、22Bが設けられている。
【0029】
筒状形成部10は、帯状フィルムFを円筒状に巻く機構であり、フォーミングショルダー11(forming shoulder 11)と案内筒12(guide pipe 12)とを有している。
図2に詳細が示されるように、フォーミングショルダー11は、取り付け位置を決めるためのフォーミングプレート11pに取り付けられている。フォーミングショルダー11は、フォーミングプレート11pで幅が規制される。フォーミングショルダー11は、上下に開口する円筒形状を有している。また、周方向の一箇所で縦方向に延びる円周方向の隙間11gが形成されている。フォーミングショルダー11は、水平断面の形状が、基本的に円形であるが、縦方向に延びる隙間11gの部分で、一方が円周から外側に出っ張り、他方が内側に入り込むように形成されている。このように構成されることで、不溶性材質層Fsaの一方の側部とシール層Fsbの他方の側部とが重ねられる、いわゆる封筒貼りが行われるための重なりとなる。さらに、フォーミングショルダー11の上端縁は湾曲傾斜しており、これによって帯状フィルムFは、シール層形成面Fsbがフォーミングショルダー11の内面に沿うように案内され、内面Fsaが不溶性材質層形成面に、外面Fsbがシール層形成面になるように筒状に巻かれ、案内筒12に導かれる。案内筒12は、円筒状の部材であり、筒状に巻かれた帯状フィルムFの内部に位置するように(換言すれば、筒状に巻かれた帯状フィルムFが案内筒12を取り囲むように)、フォーミングショルダー11内から下方に延びるように配設されている。なお、慣例として、本明細書でいうフォーミングショルダー11及びフォーミングプレート11pがまとめてフォーミングプレートと呼称される場合もあるが、本明細書ではフォーミングショルダー11とフォーミングプレート11pとを区別している。
【0030】
ここで図3を参照して、筒状に巻かれた帯状フィルムFについて説明する。図3は、案内筒12の部分を帯状フィルムFの両側部が重なる部分の方向から見た部分側面図である。上述のように、筒状に巻かれた帯状フィルムFは、内側が不溶性材質層Fsaに、外側がシール層Fsbになっている。筒状に巻かれた帯状フィルムFは、一方の側部Fiの内面Fsaと他方の側部Fjの外面Fsbとが、それぞれの一部分同士で重なっている。この両側部Fi、Fjが重なる部分を接触部Fcということとする。接触部Fcは側部Fi、Fjの一部を占めるものである。本実施の形態では、各側部Fi、Fjは、帯状フィルムFの側端から、横断する方向に、接触部Fcの幅と、後述する2本の縦シールのうち1本分の幅と、余裕分の幅とを加えた幅が長手方向に延びる部分をいう概念とする。
【0031】
再び図1に戻って、包装体製造装置1の構成の説明を続ける。封止テープ供給装置23は、筒状に巻かれた帯状フィルムFの接触部Fc(図3参照)に、接触部Fc(図3参照)を覆うように封止テープTを供給する仕組みである。封止テープTは、設計上の接触部Fc(図3参照)の幅よりも広い幅、典型的には側部Fj(図3参照)と同程度の幅をもつテープであり、ロール状に巻かれ、封止テープ原反24(sealing tape roll 24)として回転自在に(封止テープTを引き出すことができるように)支持されている。封止テープTは、帯状フィルムFの外面Fsbと熱による溶着が可能な合成樹脂で形成されている。封止テープTは、典型的には、塩化ビニリデン系樹脂あるいは、オレフィン系樹脂が用いられ、単層としても多層としてもよい。封止テープ供給装置23は、さらに、封止テープ原反24から引き出された封止テープTを、筒状に巻かれた帯状フィルムFの接触部Fc(図3参照)に導くガイドローラ25A、25B、25C、25Dと、帯状フィルムFの接触部Fc(図3参照)に封止テープTを押しつけて接触部Fc(図3参照)が開かないようにする上部押さえローラ26A及び下部押さえローラ26B(以下、これらを特に区別しない場合は単に「押さえローラ26」と総称する)とを有している。上部押さえローラ26Aと下部押さえローラ26Bとは、上下に離間して設けられている。押さえローラ26は、案内筒12との間に、帯状フィルムFの両側部Fi、Fj(図3参照)及び封止テープTを挟むように構成されている。
【0032】
縦接合装置13は、筒状に巻かれた帯状フィルムFの両側部Fi、Fj(図3参照)のそれぞれを封止テープTと接合して筒状フィルムF1を形成する装置である。縦接合装置13は、上部押さえローラ26Aと下部押さえローラ26Bとの間に配設されている。本実施の形態では、縦接合装置13は、超音波溶着を行う装置である。縦接合装置13は、筒状に巻かれた帯状フィルムFの一方の側部Fi(図3参照)と他方の側部Fj(図3参照)とのそれぞれに、長手方向に延びる線状の溶着(この線状の溶着により2本の縦シール線Li、Lj(図8参照)が形成される)を行うことができるように、封止テープTの幅方向に離間した2つのホーンを有している。縦接合装置13の2つのホーンの間隔は、封止テープTの幅よりも狭く、典型的には封止テープTの幅よりも一回り狭い間隔となっている。2本の線状の溶着を行うことにより、両側部Fi、Fj(図3参照)にまたがった1本の縦シール線が形成される溶着を行った場合よりもシール線の幅を狭くすることができるため、超音波の出力を小さくすることができ、また、2本のシール線のそれぞれが所定の密封性を保証するので、包装体製造後の流通段階での意図しない剥離に対して有利となる。
【0033】
充填装置30は、形成された筒状フィルムF1に内容物Cを充填するポンプ31とノズル32とを有している。ノズル32は、フォーミングショルダー11の上方に設置されたポンプ31に接続され、先端が案内筒12内へ導入されている。ノズル32の先端は、縦接合装置13より下流側で開口している。なお、ポンプ31は、フォーミングショルダー11の上方ではなく、内容物を適宜補充しやすい他の位置に設置し、配管によりノズル32と連接されていてもよい。特に、練状食品のように比較的重量のある内容物を充填する場合には、地上に設置された容器に貯留された練状食品を、ポンプによりノズル32の位置に圧送して供給するのがよい。案内筒12及びノズル32の下流側に、送り装置である送りローラ14が設けられている。送りローラ14では、筒状フィルムF1内に内容物Cが充填された筒状体15aを、一対の円柱状の送りローラ14が内容物Cを押圧した状態で筒状体15aを下方へ連続して狭圧搬送する。筒状体15aが送りローラ14で下方へ搬送されるのに伴って、原反21から帯状フィルムFが引き出され、封止テープ原反24から封止テープTが引き出されるように構成されている。
【0034】
しごき装置40は、送りローラ14の下流側に設けられている。しごき装置40のしごきローラ41は、図1において紙面に垂直方向に延びる筒状外面を有し、その直角方向の長さは少なくとも折り幅よりも長いものであり、腕体42により支持されている。なお、「折り幅」とは筒状体15aを扁平にしたときの幅、言い換えれば筒状体15aの円周長の半分の長さをいう。腕体42はその一端42aを中心に揺動可能で、中間部でピン等を介して横部材43が接続されている。一対の横部材43が近接方向に移動すると、一対のしごきローラ41により筒状体15aは挟圧される。横部材43が離間方向へ後退すると、しごきローラ41は筒状体15aを挟圧することはなくなる。このように、走行する筒状体15aに走行方向で所定の距離だけ内容物Cの不在部15bを形成する。しごき装置40は、筒状体15aに内容物Cの不在部15bを扁平に形成できればよく、ローラに限られず、例えば、平らな部材で筒状体15aを両側から押しつぶし、内容物を上下に振り分けるようなものであってもよい。このような押しつぶしも、ここでいう「しごき」の概念に含まれるものとする。
【0035】
集束結紮装置70は、しごき装置40の下流側に設けられている。集束結紮装置70は、集束板72、73を有する集束装置と、集束装置で集束された不在部15bを金属製や樹脂製等の線材を用いて結紮する結紮手段としての結紮機74とを含んで構成されている。線材(金属線材又は合成樹脂線材)の形状は、棒状の線材であればよく、その断面形状は円形、四角形もしくはその角を隅取りする形状、長方形もしくはその角を隅取りする形状、扁平状、楕円状のいずれの形状でも好適に用いることができる。線材の断面の最大径は、0.5〜4mmであることが好ましく、1〜3mmであることがより好ましい。金属線材の材質としては、アルミニウムもしくはその合金、鉄、又はステンレス鋼が好ましい。合成樹脂線材の材質としては、プロピレン単独重合体、プロピレン系共重合体、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、又はポリアミドを好適に用いることができる。合成樹脂線材を用いるときは、その線材を結紮すると同時に加熱溶着することで、結紮した形状を維持する。その加熱手段(不図示)としては超音波加熱溶着が好適である。結紮機74は、2台が上下に離間して配設されている。結紮機74は、その上下が集束板72で挟まれている。集束板72、73は、互いに近接し次いで離れる往復動を行うように構成されている。集束板73は、集束板72、73が近接したときに集束板72を上下から挟む高さに配設されている。集束板72、73には、連続搬送される筒状体15a側の対向縁にV字状あるいはU字状の集束溝が形成されている。集束結紮装置70は、不在部15bが流れてきたときに、対向する集束板72、73を近接させ、このとき左右の集束板72、73が重なり、それぞれの集束溝の底同士で不在部15bを集束し、その後集束させた不在部15bを結紮機74により線材でかしめるように構成されている。
【0036】
カッター81は、集束結紮装置70の下流側に設けられている。カッター81は、集束結紮装置70に内包されていてもよい(不図示)。カッター81も、集束板72、73と同期して、往復動をする。なお、集束結紮装置70及びカッター81が一体に構成されている場合(カッター81が集束結紮装置70に内包されている場合)は共通の駆動装置(不図示)により駆動する構成とするのが、構成が単純化されて好ましい。ただし、集束板72、73が互いに近接し、結紮機74が不在部15bを結紮した後に、カッター81がフィルムを切断する位置に動くような構成とすることが好ましい。
【0037】
また、集束結紮装置70及びカッター81は、筒状体15aが下方に送られるのと同じ速さで下方に移動しつつ、不在部15bを集束して結紮し、切断した後、不在部15bを開放して上の位置に戻る、いわゆる「拝み運動(ボックスモーション)」をするのが好ましい。そこで、集束結紮装置70及びカッター81が、共通の上下に移動する架台(不図示)上に設置されると、構成が簡単になる。
【0038】
続いて図4を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る包装体製造方法を説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係る包装体製造方法を説明するフローチャートである。以下の説明において、包装体製造方法は、包装体製造装置1(図1参照)の作用と併せて説明するが、他の代替作用を有する装置によって行われるものであってもよい。以下の説明で包装体製造装置1の構成及び帯状フィルムFを示す参照符号に言及しているときは、適宜図1乃至図3を参照することとする。本実施の形態では、典型的には内層Fsaに不溶性材質層が形成され、外層Fsbにシール層が形成された帯状フィルムFが用いられる。
【0039】
原反21から引き出された帯状フィルムFは、ガイドローラ22A、22Bを通過してフォーミングショルダー11に到達する。なお、帯状フィルムFは、原反21からフォーミングショルダー11に至る間、ガイドローラ22A、22Bにより、所定の張力がかけられて、たわまないようになっている。フォーミングショルダー11に到達した帯状フィルムFは、フォーミングショルダー11の上端縁に形成された湾曲傾斜を介して円筒状の内部に引き込まれ、不溶性材質層Fsaが内側に、シール層Fsbが外側になり、かつ、一方の側部Fiの不溶性材質層Fsaと他方の側部Fjのシール層Fsbとが接触するように両側部Fi、Fjが重ねられて筒状に巻かれる(St1)。
【0040】
筒状に巻かれた帯状フィルムFは、その形態を維持してフォーミングショルダー11の下方に位置する案内筒12に送られる。案内筒12に導かれた筒状の帯状フィルムFには、封止テープ原反24から引き出された封止テープTが、ガイドローラ25A〜25Dを通過して所定の張力をかけられたうえで供給され、筒状に巻かれた帯状フィルムFの両側部Fi、Fjにまたがるように配設される(St2)。筒状に巻かれた帯状フィルムFに配設された封止テープTは、案内筒12の上部と上部押さえローラ26Aとにより挟まれている。また、その下方では、案内筒12の下部と下部押さえローラ26Bとにより挟まれている。
【0041】
筒状に巻かれた帯状フィルムFが、封止テープTが配設された状態で案内筒12に沿って下方に送られる際、両押さえローラ26A、26Bの間に設けられた縦接合装置13によって、筒状に巻かれた帯状フィルムFの外面Fsbと封止テープTとが、両側部Fi、Fjの双方で長手方向に沿って溶着される(St3)。筒状に巻かれた帯状フィルムFの外面Fsbと封止テープTとが溶着されることにより、筒状フィルムF1が形成される。
【0042】
図5の断面図に示すように、本実施の形態では、一方の側部Fiの接触部Fc上と、他方の側部Fj上との2箇所について、超音波溶着により2本の縦シール線Li、Ljが形成されることとなる。このとき、縦接合装置13(ホーン)と案内筒12(アンビル)との間に、一方の側部Fiに縦シール線Liが施される側には3枚のフィルム(封止テープT、一方の側部Fi、他方の側部Fj)が介在し、他方の側部Fjに縦シール線Ljが施される側には2枚のフィルム(封止テープT、他方の側部Fj)が介在することとなる。ホーン及びアンビルの先端は平坦に形成されているので、超音波溶着の際にホーン及びアンビルを所定の加重で相対的に押圧すれば、3枚のフィルムが介在する側の方がより強く押されて溶着されることとなって溶着強度が大きくなる(剥離しにくくなる)。
【0043】
再び図4に戻って包装体製造方法の説明を続ける。縦接合装置13で溶着されて筒状フィルムF1が形成されると、この筒状フィルムF1内にポンプ31からノズル32を経て内容物Cが充填される(St4)。筒状フィルムF1に内容物Cが充填されて生成された筒状体15aは、送りローラ14によって下流側へ搬送される。一対の送りローラ14は、筒状体15aを局部的に押しつぶすように狭圧して搬送するが、押しつぶされた筒状体15aは、送りローラ14の位置を通過した後は内容物Cによる内圧により元の筒形に復帰する。その後、筒状体15aは、送りローラ14の下流側で一対のしごきローラ41により間欠的に所定の長さにわたり狭圧され、接合されている封止テープTが片面に収まるように扁平にされて、内容物Cのない不在部15bが所定の間隔をもって形成される(St5)。
【0044】
筒状体15aは順次しごき装置40の下流に送られ、形成された不在部15bが集束結紮装置70の位置に達すると、まず、不在部15bは、対向する集束板72、73により集束溝の溝底に、細く集束される(St6)。次に、集束された不在部15bは、結紮機74により線材を用いて上下に離間した2カ所で結紮される(St7)。その後、結紮された不在部15bは下流に送られ、カッター81の位置に至ると、カッター81によって、フィルムは2つの結紮の間で切断される(St8)。このように、結紮の間で切断されることにより、1個ずつの包装体となる。この包装体は、包装体製造装置1から取り出され、次の工程に供給される。
【0045】
次に図6を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る包装体製造装置1Aを説明する。図6は、包装体製造装置1Aの概略構成図である。包装体製造装置1Aは、典型的には内層Fsaが熱溶融材質層で形成され、外層Fsbがシール層で形成された帯状フィルムFで包装体R(図8参照)を製造する際に用いられる。包装体製造装置1Aの、包装体製造装置1(図1参照)と異なる点は、しごき装置40よりも下流側に、横接合装置61及び集束結紮装置70Aがこの順で配設されている点である。包装体製造装置1(図1参照)において集束結紮装置70(図1参照)の下流に配設されていたカッター81は、包装体製造装置1Aでは集束結紮装置70Aに組み込まれている。しごき装置40及びこれよりも上流側の構成(筒状形成部10、封止テープ供給装置23、縦接合装置13、充填装置30等)は包装体製造装置1(図1参照)と同様である。以下、上記の同様の点の説明は省略して、上記の異なる点を主に説明する。
【0046】
横接合装置61は、しごき装置40の下流側に設けられている。横接合装置61は、一次シールを行う装置であり、不在部15bの面の両側で互いに対向する超音波ホーン62とアンビル63を有している。アンビル63の、超音波ホーン62に対向する対向面は平坦である。一方、超音波ホーン62は、不在部15bの幅方向に延びる2つの平行な突起部62aを有している。このように構成された超音波ホーン62とアンビル63とは互いに近接し、超音波ホーンの2つの突起部62aがアンビル63の対向面との間で不在部15bを挟圧すると共に、超音波ホーン62が超音波エネルギーを放出することにより、不在部15bに2つの位置X1、X2で線状の一次シールを施す。超音波ホーン62とアンビル63との対向面の形状は、上記に限られず、例えば、超音波ホーン62の対向面62aもアンビル63の対向面と同様に平坦な形状として、ほぼ不在部15bの長さと同等な幅の帯状の一次シールを施してもよい。なお、溶着手段としては超音波溶着が好適であるが、これ以外にも抵抗加熱溶着、高周波誘電加熱溶着、レーザー加熱溶着、溶融樹脂滴吹付溶着、その他種々の溶着手段を用いてもよい。
【0047】
集束結紮装置70Aは、横接合装置61の下流側に設けられている。集束結紮装置70Aは、集束板72、73を有する集束装置と、超音波ホーン77とアンビル78とを有する二次シール装置とを含んで構成されている。図6では、横接合装置61と集束結紮装置70Aとが同じ向きに記載されているが、実際は集束結紮装置70Aは横接合装置61と直交する向き(図6の紙面に垂直方向)に配置される。超音波ホーン77及びアンビル78は、下方に連続搬送される筒状体15a及び不在部15bを挟むように対向して配設されている。超音波ホーン77は、上下に、超音波ホーン62の2つの突起部62aよりも狭い間隔を空けて2つの突起部77aが形成されている。超音波ホーン77は、その上下が集束板72で挟まれている。アンビル78は、その上下が集束板73で挟まれている。集束板72、73の組及び超音波ホーン77とアンビル78との組は、それぞれの組同士で互いに近接し次いで離れる往復動を、両組同時に又は別個に行うように構成されている。集束板72、73には、連続搬送される筒状体15a側の対向縁にV字状あるいはU字状の集束溝が形成されている。集束結紮装置70Aは、不在部15bが流れてきたときに、対向する集束板72、73を近接させ、このとき左右の集束板72、73が重なり、それぞれの集束溝の底同士で不在部15bを集束し、その後超音波ホーン77とアンビル78とで不在部15bを挟圧すると共に集束された不在部15bを溶着して、集束された不在部に2つの位置Y1、Y2で線状の二次シールを、2つの一次シールの間(X1とX2の間)に、施すように構成されている。
【0048】
カッター81は、アンビル78内の中程の位置に設けられている。カッター81は板状に形成されており、切断される不在部15bが存在する側に鋭利な刃部が設けられている。カッター81も、アンビル78と同様に、往復動をする。そこで、集束結紮装置70A及びカッター81は、共通の駆動装置(不図示)により駆動する構成とするのが、構成が単純化されて好ましい。ただし、集束板72、73が互いに近接し、超音波ホーン77とアンビル78とが不在部15bを挟圧した後に、カッター81がフィルムを切断する位置に動くような構成とすることが好ましい。また、横接合装置61、集束結紮装置70A及びカッター81は、筒状体15aが下方に送られるのと同じ速さで下方に移動しつつ、不在部15bを挟み込み一次シール及び二次シールを施し、切断した後、不在部15bを開放して上の位置に戻る、いわゆる「拝み運動(ボックスモーション)」をするのが好ましい。そこで、横接合装置61、集束結紮装置70A及びカッター81が、共通の上下に移動する架台(不図示)上に設置されると、構成が簡単になる。
【0049】
続いて図7を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る包装体製造方法を説明する。図7は、本発明の第4の実施の形態に係る包装体製造方法を説明するフローチャートである。以下の説明において、本実施の形態に係る包装体製造方法は、包装体製造装置1A(図6参照)の作用と併せて説明するが、他の代替作用を有する装置によって行われるものであってもよい。以下の説明で包装体製造装置1Aの構成及び帯状フィルムFを示す参照符号に言及しているときは、適宜図2、3、5、6を参照することとする。本実施の形態では、典型的には内層Fsaに熱溶融材質層が形成され、外層Fsbにシール層が形成された帯状フィルムFが用いられる。
【0050】
図7のフローチャートに示す包装体製造方法において、工程St1から工程St5までは、図4のフローチャートに示す包装体製造方法における工程St1から工程St5までと同様の内容であるので説明を省略し、内容物Cのない不在部15bが所定の間隔をもって形成された(St5)後から説明する。不在部15bが形成されると、筒状体15aは順次しごき装置40の下流に送られる。形成された不在部15bが横接合装置61に至ると、超音波ホーン62の2つの突起部62aとアンビル63との間に不在部15bが挟まれ、超音波ホーン62から超音波エネルギーが放出されて、不在部15bに対して2つの線状の一次シールが施される(St5の2)。本実施の形態では、内層Fsaが熱溶融材質層で形成されているのでシールを行うことができる。続いて、一次シールが施された不在部15bは、下流に送られ、集束結紮装置70Aの位置に達する。集束結紮装置70Aにおいて、まず、不在部15bは、対向する集束板72、73により集束溝の溝底に、細く集束される(St6)。次に、集束された不在部15bを、二次シール装置76の超音波ホーン77の2つの突起部77aとアンビル78の対向面で挟み込み、2つの位置Y1、Y2で二次シールが施される(St7A)。そして二次シールが施された直後に、カッター81によって、フィルムは2つの二次シールの間で切断される(St8)。このように、シールの間で切断されることにより、1個ずつの包装体となる。この包装体は、包装体製造装置1Aから取り出され、次の工程に供給される。
【0051】
次に図8を参照して、第5の実施の形態に係る包装体Rについて説明する。図8は、包装体Rの部分詳細図であり、内部構造の把握の容易のために、封止テープTや帯状フィルムFを適宜切断して示している。包装体Rは、典型的には、包装体製造装置1(図1参照)又は包装体製造装置1A(図6参照)で、図4又は図7に示す包装体製造方法により製造されるが、他の代替作用を有する装置、方法で製造されたものであってもよい。包装体Rは、内面Fsaが不溶性材質層又は熱溶融材質層である機能性材質層で形成され、外面Fsbがシール層で形成された帯状フィルムFの両側部Fi、Fjを、これらの外側に配設された封止テープTで接合して形成された筒状フィルムF1の内部に、内容物Cが充填されて構成されている。帯状フィルムFは、一方の側部Fiの内面Fsaと他方の側部Fjの外面Fsbとが接触している、いわゆる封筒貼りとなっている。両側部Fi、Fjをつなぐ封止テープTは、両側部Fi、Fjの外面Fsbに接触して、筒状に巻かれた帯状フィルムFに溶着されている。このように、両側部Fi、Fjの外面Fsbに外側から封止テープTが接合されて筒状フィルムF1が形成されているので、内面Fsaにシール層以外の層を形成することが可能になり、内部に充填される内容物Cを内面Fsaの材質に応じて多種多様なものを採用することができる。
【0052】
また、包装体Rは、筒状に巻かれた帯状フィルムFの両側部Fi、Fjに配設された封止テープTの外側から長手方向に沿った2本の縦シール線Li、Ljで溶着されている。縦シール線Liの方は、内容物Cに至るまでの間に3枚のフィルム(封止テープT、一方の側部Fi、他方の側部Fj)が介在している。他方、縦シール線Ljの方は、内容物Cに至るまでの間に2枚のフィルム(封止テープT、他方の側部Fj)が介在している。2本の縦シール線Li、Ljの溶着強度(溶着の剥離しやすさ)は、縦シール線Liの方が縦シール線Ljよりも大きく(剥離しにくく)なっている。典型的には、溶着部分を剥離させようとしたときに、縦シール線Liの方は溶着部分が剥離する前に周囲の帯状フィルムFが破断されてしまうような強度で溶着されており、縦シール線Ljの方は周囲の帯状フィルムFが破断される前に溶着部分が剥離される強度で溶着されている。このように構成されていることにより、筒状フィルムF1を剥がして内容物Cを露出させようとする際に、縦シール線Ljの方から封止テープTが剥離されることとなり、封止テープTが剥がれる方向のまま引き続き帯状フィルムFが剥がれるので、筒状フィルムF1を剥がしやすくなる。仮に、縦シール線Liの方から剥がれるとすると、封止テープTを剥がした後に、封止テープTを剥がした方向とは逆方向に帯状フィルムFの側部Fiをつまんで剥がすこととなる。
【0053】
以上の説明では、筒状フィルムF1の内面Fsaが不溶性材質層又は熱溶融材質層(例えば、紙、フッ素系樹脂、無機物質の蒸着膜、液化燻煙剤転写膜、不織布、有機物質や無機物質の粉体を保持する膜、高温度で溶融するエンジニアリングプラスチック等)で構成されているとした。シール層が外面Fsbとなるように筒状に巻かれた帯状フィルムFの両側部Fi、Fjを、封止テープTを用いて外面Fsbから溶着して筒状フィルムF1を形成するので、上記のようにさまざまな材質を内層とすることができ、従来では充填された状態で保存することが困難であった種類の内容物C(食品以外のものも含む)をも充填することができる。例えば、内層Fsaをフッ素系樹脂とすると、これと反応を生じ難い強塩基性液体(例えば、ピロリドン系溶媒を用いるインクジェットプリンタ用インク、次亜塩素酸ナトリウムを用いるトイレ用洗剤など)、強酸性液体(例えば、塩酸や硝酸などの液体試薬、酸性トイレ用洗剤など)などを内容物Cとすることができる。また、内層Fsaを有機物質の粉体を保持する膜(不織布でもよい)とすると、胡椒などの香辛料を内層Fsaに保持させて内容物Cの表面に転写することができる。また、内層Fsaを高温度で溶融するエンジニアリングプラスチックとすると、従前は2分割金型の射出成形体を合わせて包装体とするところ、ロケット包装の形態で包装体を得ることができる。なお、内面Fsaは、外面Fsbと同様なシール層であってもよい。換言すると、シール層Fsbは、熱溶融材質層の一種と見ることができる。
【0054】
以上の説明では、帯状フィルムFが筒状形成部10において、いわゆる封筒貼りに適した重なりで筒状に巻かれることとしたが、内面Fsaの両側部Fi、Fj同士を重ねる、いわゆる合掌貼りに適した重なりとしてもよい。しかしながら、本実施の形態では内面Fsa同士を溶着せずに両側部Fi、Fjの外面Fsbと封止テープTとを溶着するので、接触部Fcの層数及び製造工程の省力化の観点から、封筒貼りに適した重なりとするのが好ましい。
【0055】
以上の説明では、縦接合装置13が、超音波溶着を行う装置であるとしたが、その他の溶着手段、例えば、熱風加熱溶着(ホットジェットシール)、抵抗加熱溶着、レーザー加熱溶着、溶融樹脂滴吹付溶着等の溶着手段を用いてもよい。しかしながら、溶着強度の安定性及び外観の美観の観点から、超音波溶着あるいは熱風加熱溶着を行うことが好ましい。なお、いずれの場合も、封止テープTの外側から2本の縦シール線Li、Ljにより溶着される。
【符号の説明】
【0056】
1 包装体製造装置
10 筒状形成部
13 縦接合装置
23 封止テープ供給装置
C 内容物
F 帯状フィルム
F1 筒状フィルム
Fi、Fj 側部
Fsa 内面(不溶性材質層、熱溶融材質層)
Fsb 外面(シール層)
R 包装体
T 封止テープ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
合成樹脂と溶着するシール層が少なくとも片方の面に形成された帯状のフィルムを、前記シール層を外側にして前記帯状の長手方向に延びる両側部が重なるように筒状に巻く筒状形成部と;
前記筒状に巻かれた帯状のフィルムの両側部が重ねられた部分に、前記両側部にまたがって外側から長手方向に沿って前記シール層と溶着する合成樹脂の封止テープを配設する封止テープ配設部と;
前記筒状に巻かれた帯状のフィルムの外面と前記封止テープとを前記両側部の双方で長手方向に沿って溶着する溶着部とを備える;
包装体製造装置。
【請求項2】
前記筒状形成部が、前記帯状のフィルムの一方の面の一方の側部と他方の面の他方の側部とが接触するように前記帯状のフィルムを筒状に巻く;
請求項1に記載の包装体製造装置。
【請求項3】
合成樹脂と溶着するシール層が少なくとも片方の面に形成された帯状のフィルムを、前記シール層を外側にして前記帯状の長手方向に延びる両側部が重なるように筒状に巻く筒状形成工程と;
前記筒状に巻かれた帯状のフィルムの両側部が重ねられた部分に、前記両側部にまたがって外側から長手方向に沿って前記シール層と溶着する合成樹脂の封止テープを配設する封止テープ配設工程と;
前記筒状に巻かれた帯状のフィルムの外面と前記封止テープとを前記両側部の双方で長手方向に沿って溶着する溶着工程とを備える;
包装体製造方法。
【請求項4】
前記筒状形成工程が、前記帯状のフィルムの一方の面の一方の側部と他方の面の他方の側部とが接触するように前記帯状のフィルムを筒状に巻く;
請求項3に記載の包装体製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−100137(P2013−100137A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2013−18390(P2013−18390)
【出願日】平成25年2月1日(2013.2.1)
【分割の表示】特願2008−178331(P2008−178331)の分割
【原出願日】平成20年7月8日(2008.7.8)
【出願人】(000001100)株式会社クレハ (477)
【Fターム(参考)】