(57)【要約】【課題】ロールタイプ自動包装機の横シールロールヒートシール刃において、包装袋のシール部分のデザインとしてより複雑で多様な表現手段を備えたロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供する。【解決手段】ヒートシール刃のシール作用面に対して微細な凸凹粗面加工と平滑面加工を交互に施すことにより規則性の模様が形成される。この凸凹粗面同士のヒートシール動作では、二つ折りされた包装フィルムに対して一部に隙間が形成されることによりフィルムシーラント層への不要な熱伝達を有効に抑制しており、平滑面同士のヒートシール動作では、二つ折りされた包装フィルムに対して充分な押圧力とヒートシール刃からの充分なる熱伝達が行われて、包装袋内の内容物が漏れ出すことのない確実な融着接合部分が形成される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動される一対のシールロールのそれぞれに取り付けられて、その外観形状がロール軸方向に添って直線状を有し、且つロール円周方向に添って弧線状を有し、二つ折りされた包装フィルムを挟持して、そのフィルム同士を融着接合させるヒートシール刃であって、
前記ヒートシール刃のシール作用面表面に対して微細な凸凹粗面加工と平滑面加工を交互に施すことにより、規則性の模様が形成されることを特徴とするシールロールのヒートシール刃。
【請求項２】
前記規則性の模様は、凸凹粗面加工を図形状に集合させ、且つこの集合体の繰り返しによって形成されることを特徴とする請求項１記載のシールロールのヒートシール刃。
【請求項３】
前記規則性の模様は、凸凹粗面加工を宣伝用ロゴ、商標若しくはマーク状に集合させ、且つこの集合体の繰り返しによって形成されることを特徴とする請求項１記載のシールロールのヒートシール刃。
【請求項４】
前記凸凹粗面加工は、レーザマーカのレーザビーム走査方向を複数回変更しつつ、且つレーザ切削処理を重ね合わせて形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたシールロールのヒートシール刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装用フィルムにヒートシールを施すシールロール用のヒートシール刃に関し、特にヒートシール刃の表面処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のロールタイプ自動充填包装機は、原反ロール状の包装フィルムを繰り出し機構によって上方に引き出し、最上位置にあるガイドロールによって垂直下方に方向転換させ、折り畳み機構によって幅方向に二つ折りにし、次いでこの二つ折り状態の包装フィルムを一対の縦シールロールに導いて縦シールを施している。この縦シールによって二つ折りされた包装フィルムは両端部が接合して円筒状になり、その後、この円筒状包装フィルムは一対の第一横シールロールに導かれて横シールが施されて袋状になり、充填機構によって包装袋の内容物が投入された後、再び第一横シールロールによって包装袋の投入口に対して横シールが施されて封止状態となる。
【０００３】
次に、第一横シールロールによって横シールされた部分に対して、一対の第二横シールロールを用いて再度横シールを施してシール強度を増やした後、この連包状態の包装袋は、第一及び第二のカッター装置に導かれ、横シール中央付近に対して切り離し加工若しくはミシン目加工が施されて個別包装袋となる。
【０００４】
従来のロールタイプ自動充填包装機における横シールロールのヒートシール刃は、通常互いに逆方向に回転駆動される一対のロールのそれぞれに取り付けられており、その外観形状がロール軸方向に添って直線状となっていると共にロール円周方向に添って弧線状となっている。そして、このヒートシール刃は、二つ折りされた包装フィルムを挟んで互いに押圧することにより、このフィルム同士を融着接合させている。そして、このようなヒートシール刃が装着された横シールロールを搭載しているロールタイプ自動充填包装機は、包装袋の製造効率を上げるために高速動作をする必要があり、このため、横シールロールのヒートシール刃に対する加熱温度は高めに設定した状態で運転している。
【０００５】
このような動作環境においては、上記横シールロールのヒートシール刃は、環境温度や内容物の混ざり具合、内容物の流動性向上のための熱付与具合若しくは包装フィルムの組成等の変化によってフィルムシーラント層に対して過剰な加熱状態に陥るケースが起き易くなる。このような横シールロールのヒートシール刃に対する加熱温度が過剰になった場合は、以下のような問題が表面化する。
【０００６】
（１）横シール動作に伴い、内容物に対して不要な加熱が発生し、このことにより内容物の性質の変化や内容物の損傷となる恐れがある。
（２）フィルムシーラント層に対する過剰な加熱は、フィルムシーラント層自体の発泡現象を引き起こし、結果的に融着接合されたシール部分が剥離して液漏れ等のシール不良となる。
（３）挟み込まれた包装フィルム間に内容物が残留して噛み込まれた場合は、加熱によって高圧蒸気が発生して大きく膨らみ、同じく融着接合されたシール部分が剥離して液漏れ等のシール不良となる。
【０００７】
ところで、従来の一般的な横ヒートシール刃の表面全体は、鏡面仕上げが施された平滑面であったが、フィルム同士の融着接合する際に発生するフィルムシーラント層の片寄りによるシール不良若しくは高温シール動作におけるシーラント層の発泡に起因するシール不良を抑えるため、Ｖ字切れ込み面（碁盤目や綾目仕上げ）若しくは下記特許文献に記載されているように微細な凸凹粗面が施されていた。
【０００８】
また、下記特許文献に記載されているように従来の横ヒートシール刃に微細な凸凹粗面を施す方法は、ショットブラスト、サンドブラスト、グリッドブラスト等の処理若しくは磁石グラインダー、液体ホーミング処理等で加工していた。
【特許文献１】特開２００５−１１２４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このため、出来上がった包装袋のシール部分全体に形成された模様は、Ｖ字切れ込み面に対応する碁盤目や綾目若しくは凸凹粗面に対応する梨地目となっており、包装袋のシール部分のデザインとしては単調なものになっていた。即ち、シール不良の発生を抑え、且つ包装袋のシール部分のデザインとしてより複雑で多様な表現手段が求められていた。
【００１０】
また、横ヒートシール刃の表面全体にＶ字切れ込みによる碁盤目や綾目仕上げ、凸凹粗面を施した場合は、上記のようにフィルム同士の融着接合する際に発生するシーラント層の片寄りによるシール不良若しくは高温シール動作におけるシーラント層の発泡に起因するシール不良を抑えるためには有効であったが、反面上記模様の施し具合によっては、包装フィルムを挟んで互いに向き合うヒートシール刃において、模様の凸面同士が衝突することになり、この凸面同士の押圧動作によって挟み込んでいる包装フィルムのシール部分にピンホール（包装フィルムのシール部分に微小な穴が開く事象）が発生し、結果的に出来上がった横シール部分において、液漏れ等のシール不良が再発する問題もあった。
【００１１】
また、横ヒートシール刃に対して、ショットブラスト、サンドブラスト、グリッドブラスト等の処理若しくは磁石グラインダー、液体ホーミング処理等で微細な凸凹粗面を施す場合は、処理対象以外の部分に対して凸凹粗面を施さないためのマスキング処理をする必要があり、包装袋のシール部分のデザインとして、複雑で多様な模様を形成するための手間がかかると共に、施された模様の境界部分が不鮮明になって綺麗に仕上がらないという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記従来のロールタイプ自動充填包装機において、出来上がった包装袋のシール部分におけるデザイン上の制限問題並びに上記従来のロールタイプ自動充填包装機における横シールロールのシール不良問題に鑑み創作されたもので、包装袋のシール部分のデザインとしてより複雑で多様な表現手段を備えたロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供すると共に、横シールロールの凸面同士の押圧動作によって発生するピンホール事故を抑えることができるロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るヒートシール刃は、相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動される一対のシールロールのそれぞれに取り付けられて、その外観形状がロール軸方向に添って直線状を有し、且つロール円周方向に添って弧線状を有し、二つ折りされた包装フィルムを挟持して、そのフィルム同士を融着接合させるヒートシール刃であって、前記ヒートシール刃のシール作用面表面に対して微細な凸凹粗面加工と平滑面加工を交互に施すことにより、規則性の模様が形成されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係るヒートシール刃に施された規則性の模様は、凸凹粗面加工を図形状に集合させ、且つこの集合体の繰り返しによって形成されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係るヒートシール刃に施された規則性の模様は、凸凹粗面加工を宣伝用ロゴ、商標若しくはマーク状に集合させ、且つこの集合体の繰り返しによって形成されることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係るヒートシール刃の凸凹粗面加工方法は、レーザマーカのレーザビームを走査方向と直交する方向にずらしながら複数回走査して凸凹粗面を形成することを特徴としている。
【００１７】
本発明の請求項１乃至請求項３に係るヒートシール刃によれば、包装袋のシール部分のデザインとしてより複雑で多様な表現手段を備えたロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供できると共に、横シールロールの凸面同士の押圧動作によって発生するピンホール事故を抑えることができるロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供できる。
【００１８】
また、本発明の請求項４に係るヒートシール刃の凸凹粗面加工方法によれば、レーザマーカのレーザビームを走査方向と直交する方向にずらしながら複数回走査することによって所定の規則性模様にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係るロールタイプ自動包装機における横シールロールのヒートシール刃表面に対して規則性を有する凸凹粗面を形成することにより、出来上がった包装袋シール部分の美観が良くなり、製品の付加価値を向上させることが可能となると共に、横シールロールのヒートシール動作に伴う諸問題（シール部分に発生するピンホールによる液漏れ、過剰な加熱からくるシール部分の発泡現象等）の改善も合わせて可能となるヒートシール刃が提供できるという優れた効果を奏し得る。
【００２０】
また、ヒートシール刃の凸凹粗面加工方法として、レーザマーカのレーザビームを走査方向と直交する方向にずらしながら複数回走査することによって所定の規則性模様を簡単に加工することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず、図１を用いて本発明にかかるロールタイプ自動包装機の全体構成について説明する。図１は、本発明にかかるロールタイプ自動包装機の正面図である。
【００２２】
図１に示すように、ロールタイプ自動包装機１（以下、自動包装機１と略す）の機台右側部にリールが設けられており、このリールには包装フィルムを巻回した原反ロール２が脱着交換可能に保持される。また、包装フィルムは、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、ＰＥＴ等のベースフィルム、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のシーラントフィルムから構成される。そして、包装フィルムは、ベースフィルム、中間フィルム、シーラントフィルムの３層構造を有してもよい。
【００２３】
自動包装機１の機台上部には原反ロール２から包装フィルムＦＸを上方に引き出す繰り出し機構３と、一旦最上位置に引き上げられた包装フィルムＦＸを垂直下方に方向転換させるガイドロール４と、その後、垂直下方に流れる包装フィルムＦＸを幅方向に二つ折りする折り畳み機構５が配設されている。そして、機台前面部には、折り畳み機構５によって二つ折りされた包装フィルムＦＹの両端部を挟み込んで縦シールを施す一対の縦シールロールで構成された縦シール機構６と、縦シールされた包装フィルムを横断する方向に挟み込んで最初に横シールを施す一対の横シールロールで構成された第一横シール機構７と、第一横シールロールによって横シールされた部分に対して、再度挟み込んでシール強度を増やすようにした一対の横シールロールで構成された第二横シール機構８が設けられている。
【００２４】
次に、上記シール機構により連包状態の包装袋となった包装フィルムＦＺは、第一カッター装置９と第二カッター機構１０に導かれ、横シール中央付近に対して切り離し加工若しくはミシン目加工が施されて個別包装袋となる。なお、符号１１及び１２は、自動包装機１を操作するための操作ボックスである。
【００２５】
図２は、本発明にかかるヒートシール刃を用いた一対のヒートシールロール機構を示す斜視図である。図２に示すように、符号２０は、相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動される一方のヒートシールロールを示し、符号２１は、同じく相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動される他方のヒートシールロールを示している。このヒートシールロール２０には、円筒状のロール２２と、ロール２２の正面視左端に取り付けられた左側フランジ２６と、ロール２２の正面視右端に取り付けられた右側フランジ２８と、ロール２２の円筒面に対して等間隔に突き出した形で一個若しくは複数個のヒートシール刃２４が配備されている。また、ヒートシールロール２１には、円筒状のロール２３と、ロール２３の正面視左端に取り付けられた左側フランジ２７と、ロール２３の正面視右端に取り付けられた右側フランジ２９と、ロール２３の円筒面に対して等間隔に突き出した形で一個若しくは複数個のヒートシール刃２５が配備されている。
【００２６】
この一個若しくは複数個のヒートシール刃２４は、ロール２２の軸方向に添って直線状を有すると共にロール２２の円周方向に添って弧線状を有する外観形状となっており、このヒートシール刃２４のシール作用面には、鏡面仕上げを施した平滑面加工部分３０と微細な凸凹粗面加工を四角状に集合させた部分３４とが交互に繰り返されている。
【００２７】
同じく、一個若しくは複数個のヒートシール刃２５は、ロール２３の軸方向に添って直線状を有すると共にロール２３の円周方向に添って弧線状を有する外観形状となっており、このヒートシール刃２５のシール作用面には、鏡面仕上げを施した平滑面加工部分３１と微細な凸凹粗面加工を四角状に集合させた部分３５とが交互に繰り返されている。
【００２８】
上記ヒートシール刃２４とヒートシール刃２５は、それぞれのロールの円筒面に向き合うように配備され、対をなすヒートシールロール２０とヒートシールロール２１が互いに逆方向に同期回転しながら、二つ折りされた包装フィルムを挟み込んでヒートシールを施す際のフィルム融着接合機能を担当している。
【００２９】
また、上記左側のフランジ２６とフランジ２７は、付加された押圧力により当接しながら逆回転しており、同じく右側のフランジ２８とフランジ２９は、付加された押圧力により当接しながら逆回転している。この左右のフランジ２６乃至フランジ２９は、包装フィルムに対してヒートシール動作を施す際に必要となるヒートシール刃２４とヒートシール刃２５との間の所定挟持クリアランスを確保する機能を担当している。
【００３０】
図３は、ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した表面外観図である。図３に示すように、ロール２２の軸方向に添って直線状を有する部分を横方向に直線状に表現しており、ロール２２の円周方向に添って弧線状を有する部分を縦方向に直線状に表現している。そして、このヒートシール刃２４のシール作用面には、鏡面仕上げを施した平滑面加工部分３０と微細な凸凹粗面加工を四角状に集合させた部分３４とが交互に繰り返されている。また、図３の例ではシール作用面全体に対して、四角状に集合させた部分３４を市松状に配置している。
【００３１】
なお、図３においてはヒートシール刃２４の例で説明しているが、これと向き合うように配備されているヒートシール刃２５のシール作用面に対して、同様の鏡面仕上げを施した平滑面加工部分と微細な凸凹粗面加工を四角状に集合させた部分を交互に且つ市松状に配置している。
【００３２】
図４は、ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した他の表面外観図である。図４に示すように、ロール２２の軸方向に添って直線状を有する部分を横方向に直線状に表現しており、ロール２２の円周方向に添って弧線状を有する部分を縦方向に直線状に表現している。そして、このヒートシール刃２４のシール作用面には、鏡面仕上げを施した平滑面加工部分４０と微細な凸凹粗面加工を楕円状に集合させた部分４４とが交互に繰り返されている。また、図４の例ではシール作用面全体に対して、楕円状に集合させた部分４４を市松状に配置している。
【００３３】
なお、図４においてはヒートシール刃２４の例で説明しているが、これと向き合うように配備されているヒートシール刃２５のシール作用面に対して、同様の鏡面仕上げを施した平滑面加工部分と微細な凸凹粗面加工を楕円状に集合させた部分を交互に且つ市松状に配置している。
【００３４】
また、図３及び図４における凸凹粗面加工の集合形状は四角形状若しくは楕円形状を採用しているが、これに限定されるものではなく、他の図形形状が採用可能である。
【００３５】
図５は、ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した他の表面外観図である。図５に示すように、ロール２２の軸方向に添って直線状を有する部分を横方向に直線状に表現しており、ロール２２の円周方向に添って弧線状を有する部分を縦方向に直線状に表現している。そして、このヒートシール刃２４のシール作用面には、鏡面仕上げを施した平滑面加工部分５０と微細な凸凹粗面加工をマーク形状に集合させた部分５４とが交互に繰り返されている。また、図５の例ではシール作用面全体に対して、マーク形状に集合させた部分４４を市松状に配置している。
【００３６】
なお、図５においてはヒートシール刃２４の例で説明しているが、これと向き合うように配備されているヒートシール刃２５のシール作用面に対して、同様の鏡面仕上げを施した平滑面加工部分と微細な凸凹粗面加工をマーク形状に集合させた部分を交互に且つ市松状に配置している。
【００３７】
また、図５における凸凹粗面加工の集合形状は、マーク形状を採用しているがこれに限定されるものではなく、他の宣伝用ロゴや商標等の形状が採用可能である。
【００３８】
ここで、本発明のヒートシール刃の凸凹粗面加工方法について説明する。具体的な凸凹粗面加工方法は、レーザマーカのレーザビームを走査方向と直交する方向にずらしながら複数回走査することによって、所定の規則性模様にしている。このレーザマーカは、通常金属加工に適している炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーが使用されるが、最近では励起する元素にイッテルビウムを用いたファイバレーザーを使用するケースが増えている。このようなレーザマーカを用いた金属加工では、ビームモードが安定しているためビームを絞ることが可能になり、自由度が広く、加工精度の高いレーザ切削加工が実現できるため、施された模様の境界部分が鮮明になって綺麗に仕上げることができる。
【００３９】
そして、本発明のヒートシール刃凸凹粗面加工方法の一例として、以下に詳しく加工手順を説明する。最初に上記のレーザマーカのレーザビームを走査方向と直交する方向にずらしながらヒートシール刃の軸線方向に平行且つ規定の幅分だけ一回レーザ切削加工をする。次に、二回目の加工として一回目の走査方向に対して４５度斜めの方向から複数回ずらしながらレーザビームを走査する。そして、三回目の加工として一回目の走査方向に対して１３５度斜めの方向から複数回ずらしながらレーザビームを走査し、このような三回のレーザ切削加工を重ね合わせることによって、ヒートシール刃に規則性の模様となった凸凹粗面を形成することができる。
【００４０】
次に、図３乃至図５に示された加工が施されたヒートシール刃２４とヒートシール刃２５の動作について、以下に概略を記載する。ヒートシール刃２４とヒートシール刃２５は、二つ折りされた包装フィルムを挟み込んでヒートシールを行っており、ヒートシール刃２４の平滑面とヒートシール刃２５の平滑面が押接された部分では、ベタ目の横シールが形成されている。この平滑面同士のヒートシール動作では、二つ折りされた包装フィルムに対して、充分な押圧力とヒートシール刃からの充分なる熱伝達が行われて、包装袋内の内容物が漏れ出すことのない確実な融着接合部分が形成される。
【００４１】
そして、ヒートシール刃２４の凸凹粗面とヒートシール刃２５の凸凹粗面が押接された部分では、凸凹目の横シールが形成されている。この凸凹粗面同士のヒートシール動作では、二つ折りされた包装フィルムに対して、一部に隙間が形成されることによりフィルムシーラント層への不要な熱伝達を有効に抑制している。また挟み込まれた包装フィルム間に内容物が残留して噛み込まれた場合であっても、フィルムシーラント層への熱伝達が少ない分だけ内容物への加熱が少なくなり、高圧蒸気の発生も少なくなるため、融着接合されたシール部分が剥離して液漏れ等のシール不良となる事故を抑えることができる。
【００４２】
さらに、不規則な凸凹粗面のヒートシール刃において、凸面同士が包装フィルムのシール部分を過剰に押圧してピンホール（包装フィルムのシール部分に微小な穴が開く事象）が発生することがあっても、本発明の横シール部分には確実な融着接合部分が形成されたベタ目の横シール部分が存在するため、包装袋内の内容物が漏れ出すシール不良を確実に抑えることが可能となる。
【００４３】
このように構成されたヒートシール刃を、自動包装機１の横シール機構に適用することにより、本発明の作用効果が充分に発揮され、本発明に係るロールタイプ自動包装機における横シールロールのヒートシール刃によれば、包装袋のシール部分のデザインとしてより複雑で多様な表現手段を備えたロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供できると共に、横シールロールの凸面同士の押圧動作によって発生するピンホール事故を抑えることができるロールタイプ自動充填包装機のヒートシール刃を提供できる。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態は、本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００４５】
例えば、図３乃至図５で示した凸凹粗面加工の集合させた部分を市松状に配置しているが、これに限定するものではなく、この凸凹粗面加工の集合させた部分を縦方向及び横方向に向かって直線状に配置するケースや、ランダムに配置するケースを採用することができる。
【００４６】
また、このヒートシール刃２４及びヒートシール刃２５における平滑面と凸凹粗面の割合は、図で示した例に限定するものではなく、内容物や包装フィルムの特性によって任意の割合を採用することができる。即ち、内容物が漏れるシール不良をできるだけ抑制しようとする場合は、横ヒートシール刃における平滑面を広く設定してベタ目の横シール部分を増やすようにする。また、ヒートシール刃から内容物及びフィルムシーラント層への不要な熱伝導をできるだけ抑制しようとする場合は、横ヒートシール刃における凸凹粗面を広く設定して凸凹目の横シール部分を増やすようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかる自動包装機１の正面図である。
【図２】本発明にかかるヒートシール刃を用いた一対のヒートシールロール機構を示す斜視図である。
【図３】ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した表面外観図である。
【図４】ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した他の表面外観図である。
【図５】ヒートシール刃２４のシール作用面を拡大した他の表面外観図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    ロールタイプ自動包装機
２    リール
３    折り返し機構
４    ガイドロール
５    折り畳み機構
６    縦シール機構
７    第一横シール機構
８    第二横シール機構
９    第一カッター装置
１０    第二カッター機構
１１、１２    操作ボックス
２０、２１    シールロール
２２、２３    ロール
２４、２５    ヒートシール刃
２６、２７    左側フランジ
２８、２９    右側フランジ
３０、３１、４０、５０    平滑面
３２、３３、４２、５２    凸凹粗面
【図１】
2008230698.tif 000003
【図２】
2008230698.tif 000004
【図３】
2008230698.tif 000005
【図４】
2008230698.tif 000006
【図５】
2008230698.tif 000007