(57)【要約】【課題】帯状の熱可塑性樹脂フィルムを高周波溶着によって円筒状に形成しながら練り状食品原料を充填し、所定の長さで切断、結紮して円筒状の包装体とする包装方法において、原料充填時の溶着部の破袋を防止する。【解決手段】高周波溶着に用いる電極形状を、フィルム幅方向断面において、円筒の内側の固定電極を円弧状、外側の加圧電極を直線状とする。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の熱可塑性樹脂フィルムを連続して繰り出しながら、長さ方向の両側縁部を重合して円筒化し、該重合部分を高周波溶着し、溶着後の円筒状フィルム内に練り状食品原料を充填した後、該円筒状フィルムを所定の長さに切断し、切断箇所の前後でフィルムを結紮して円筒状の包装体とする包装方法であって、
上記高周波溶着に用いる電極の、フィルムの幅方向の断面においてフィルムに接する部分の形状が、円筒内の固定電極が円弧状であり、円筒外の加圧電極が直線状であることを特徴とする食品の包装方法。
【請求項２】
練り状食品原料を連続供給する円筒状のノズルと、帯状の熱可塑性樹脂フィルムを上記ノズルを内側にして長さ方向の両側縁部を重合して円筒化する手段と、円筒化したフィルムの重合部分を高周波溶着する手段と、溶着後の円筒状フィルム内に上記ノズルより練り状食品原料を充填した後、該円筒状フィルムを所定の長さに切断し、切断箇所の前後でフィルムを結紮する手段と、を少なくとも備えた包装装置であって、
上記高周波溶着に用いる電極の、フィルムの幅方向の断面においてフィルムに接する部分の形状が、円筒内の固定電極が円弧状であり、円筒外の加圧電極が直線状であることを特徴とする食品の包装装置。
【請求項３】
上記固定電極が、フィルムの長さ方向に架け渡された断面が円形の金属製ワイヤーである請求項２に記載の食品の包装装置。
【請求項４】
上記加圧電極のフィルムに接する部分が、金属製のベルトで構成される請求項２に記載の食品の包装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂フィルムで円筒状に包装した食品の包装方法及び包装装置に関し、より具体的には、帯状のフィルムを高周波溶着により円筒化し、該円筒状フィルム内に練り状食品原料を充填し、次いで円筒状フィルムを所定の長さに切断、結紮して円筒状の包装体とする一連の工程を連続して行う包装方法及び包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯状の熱可塑性樹脂フィルムを繰り出しながら長さ方向の両側縁部が重合するように該フィルムを曲げ、該重合部分を高周波溶着して円筒状フィルムを形成し、該円筒状フィルム内に原料を充填した後、所定の長さに切断し、切断部近傍をワイヤーで結紮して円筒状の包装体とする包装方法は、ソーセージやチーズなどの練り状食品原料からなる食品の包装方法として広く利用されている。図２に、当該包装方法による包装体の一例を示す。図中、３’は円筒状の熱可塑性樹脂フィルム、４はフィルム３’の溶着部、５は結紮ワイヤーである。
【０００３】
上記包装方法は、通常、図３に示す構成の装置を用いて行われている。図３中、３、３’は熱可塑性樹脂フィルム、３１はボビンホルダー、３２、３３はガイドローラ、３４はフォーミングフォルダー、３５は充填ノズル、３６は加圧電極、３７は固定電極、３８は練り状食品原料、３９、３９’はフィードローラ、４０、４０’はボイドローラ、４１は結紮装置、４２はナイフ、４３、４３’は結紮玉型である。
【０００４】
図３の構成において、ボビンホルダー３１から引き出された帯状の熱可塑性樹脂フィルム３を、ガイドローラ３２、３３を介してフォーミングフォルダー３４に送り、ここでフィルム３の長さ方向に沿って円筒化して両側縁部を重合し、該重合部分を高周波が印加されている加圧電極（正電極）３６と固定電極（負電極）３７との間に通して挟圧し、高周波溶着し、長尺の円筒状フィルム３’を形成する。次いで、該円筒状フィルム３’の中に、所定の原料３８を充填ノズル３５から定量的に導入し、ボイドローラ３９、３９’によりしごいた後、結紮装置４１において、しごきにより生じたくびれ部分を切断し、該切断箇所の前後をアルミニウム製ワイヤーで結紮することにより、円筒状の包装体とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような包装方法においては、より一層の高能率化を図るために、処理を高速化して単位時間当たりの処理量を増加させることが要望されてきた。
【０００６】
しかしながら、処理を高速化した場合、原料を充填した際にフィルムに加わる圧力が増大し、フィルムの溶着部が剥がれて破袋してしまう、いわゆる「生パンク」が発生しやすくなる。特に、近年、食生活の多様化に伴い、ソーセージなどにおいて種々の調味料が調合されることによって、原料が高粘度化した場合には、流動性が低いために円筒状フィルムに充填する際にフィルムにかかる圧力が高く、生パンクし易い。このような生パンクを生じた場合、原料が装置や装置近傍に付着するため、清掃して再び装置を稼働させるまである程度の時間が必要となり、処理量が大幅に低減してしまう。
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点を解決し、熱可塑性樹脂フィルムを高周波溶着によって円筒化して原料を充填し、切断、結紮して円筒状の包装体を得る包装方法及び装置において、生パンクの発生を防止して処理の高速化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、帯状の熱可塑性樹脂フィルムを連続して繰り出しながら、長さ方向の両側縁部を重合して円筒化し、該重合部分を高周波溶着し、溶着後の円筒状フィルム内に練り状食品原料を充填した後、該円筒状フィルムを所定の長さに切断し、切断箇所の前後でフィルムを結紮して円筒状の包装体とする包装方法であって、
上記高周波溶着に用いる電極の、フィルムの幅方向の断面においてフィルムに接する部分の形状が、円筒内の固定電極が円弧状であり、円筒外の加圧電極が直線状であることを特徴とする食品の包装方法である。
【０００９】
本発明の第二は、練り状食品原料を連続供給する円筒状のノズルと、帯状の熱可塑性樹脂フィルムを上記ノズルを内側にして長さ方向の両側縁部を重合して円筒化する手段と、円筒化したフィルムの重合部分を高周波溶着する手段と、溶着後の円筒状フィルム内に上記ノズルより練り状食品原料を充填した後、該円筒状フィルムを所定の長さに切断し、切断箇所の前後でフィルムを結紮する手段と、を少なくとも備えた包装装置であって、
上記高周波溶着に用いる電極の、フィルムの幅方向の断面においてフィルムに接する部分の形状が、円筒内の固定電極が円弧状であり、円筒外の加圧電極が直線状であることを特徴とする食品の包装装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の包装方法及び包装装置は、図２に示した食品の包装体を得るものである。
【００１１】
本発明者は、従来の包装装置において生パンクを生じた箇所について詳細に観察したところ、円筒状フィルムの溶着部において、重合した両側縁部のうち、円筒の外側に位置するフィルムが裂けることにより、生パンクが生じていることが明らかになった。
【００１２】
そこで本発明者は、高周波溶着工程に生パンク発生の原因が存在すると想定して、生パンクの発生しない電極形状について種々検討した結果、フィルムに接する電極の形状を円筒化したフィルムの内外で逆にすることにより、生パンクの発生を抑えることができ、さらに、装置の製造上も有利であることを見出し、本発明を達成した。
【００１３】
即ち、本発明の包装方法及び包装装置において用いられる高周波溶着用の電極は、電極のフィルムの幅方向の断面においてフィルムに接する部分の形状が、円筒内の固定電極が円弧状であり、円筒外の加圧電極が直線状であることを特徴とする。本発明において、かかる電極形状によって生パンクが防止される作用は以下のように考えられる。
【００１４】
熱可塑性樹脂フィルムを一対の電極で挟持し、高周波電圧を印加して誘電溶着した場合、溶着直後の溶着部は高温で強度に劣るが、ある程度の時間をおけば十分に冷却されて固化する。しかしながら、図３に示した包装装置においては、溶着直後に原料の充填が行われるため、十分な冷却時間を経ずして円筒状フィルムの内側より溶着部に対して圧力が加わることになる。特に、処理速度を上げた場合には、溶着後、より短時間で原料により圧力が加わることになる。円筒状フィルムの溶着部において、内側は原料に直接接するため、瞬時に冷却されて固化するが、外側は常温の空気に触れるだけであるため、内側に比べて冷却効果が小さく固化が遅れる。従来発生していた生パンクは、この溶着部の外側が十分に固化していない、即ち強度に劣る状態で原料からの圧力が加わるため、該圧力に耐えきれずに裂けることで発生していたものと考えられる。
【００１５】
図１及び図４に、本発明及び従来のフィルムの重合部分の高周波溶着工程を模式的に示す。図中（ａ）は長さ方向における側面模式図、（ｂ）はフィルムの幅方向における部分模式図であり、図１において、１は加圧電極、２は固定電極、３は熱可塑性樹脂フィルム、３ａは円筒の内側、３ｂは円筒の外側のフィルムであり、図４において、図１、図３と同じ部材には同じ符号を付した。
【００１６】
図４（ｂ）に示すように、フィルム３の幅方向断面において、従来の高周波溶着用の電極は、円筒の内側の固定電極３７が直線状であり、円筒の外側の加圧電極３６が円弧状であった。
【００１７】
一方、図１（ｂ）に示すように、本発明において用いられる電極は、円筒の内側の固定電極２が円弧状、円筒の外側の加圧電極１が直線状である。
【００１８】
図１、図４に示すように、一方が円弧状で、他方が直線状の電極間に高周波電圧を印加した場合、円弧状の電極の先端から直線状の電極に向かって電気力線が広がるように電界が形成される。そのため、円弧状の電極の先端部では電気力線が密になり電界強度が高くなる。フィルム３の加熱電力は、電界強度の二乗に比例するため、円弧状の電極の先端部の電界が強い当該部において最もフィルム３が高温になり易い。尚、誘電加熱における誘電体の加熱電力は、Ｐｃ＝２πｆε’ｔａｎδＥ２〔Ｗ／ｍ３〕で示される（ｆ：周波数、ε’：フィルムの誘電率、ｔａｎδ：フィルムの誘電正接、Ｅ：電界強度）。
【００１９】
つまり、溶着部において最も高温になるのは、従来の場合は、円筒の外側のフィルム３ｂの加圧電極３６に接する箇所であり、本発明の場合は円筒の内側のフィルム３ａの固定電極２に接する箇所である。さらに、高周波溶着においては、印加側の電極が高温になるため、従来の場合は印加側の加圧電極３６に接するフィルム３ｂはより高温になりやすい。
【００２０】
つまり、原料を充填する時点で、円筒状フィルム３’の溶着部の最も高温の部分が、従来は円筒の外側に、本発明は内側に位置している。上記したように、溶着部の内側は原料によって瞬時に冷却されるが、外側は冷却されにくい。従って、従来の場合は、最も高温である溶着部の外側が冷却されずに十分固化していない状態で原料からの圧力がかかるが、本発明では、最も高温である溶着部の内側が原料によって瞬時に冷却されるため、溶着部全体が十分に固化した状態で原料からの圧力がかかるため、従来では耐えられなかった原料からの圧力にも十分に耐えることができ、生パンクの発生が防止されるものと考えられる。
【００２１】
さらに、従来用いられていた加圧電極は、図４に示すように、フィルム３の幅方向及び長さ方向のいずれにおいても円弧状であり、加工が容易ではなく、当該電極の価格に大きな影響を及ぼしていた。これに対して本発明で用いる電極は、固定電極２がフィルム３の幅方向において円弧状であれば良く、長さ方向においては円弧状とする必要がない。そのため、加工が容易であり、また、図５に示すように、上下方向に架け渡した断面が円形のワイヤー５１を電極として用いることもできる。また、加圧電極１については、フィルム３の幅方向において直線状であれば良く、図１（ａ）に示したように、長さ方向においては従来と同様に円弧状でよい。かかる電極は、従来の加圧電極の如く２方向に円弧状に加工する必要がないため、電極の製造コストを大幅に削減することができる。
【００２２】
本発明に用いられる加圧電極１は、フィルムの幅方向において、幅が２〜５ｍｍであり、長さ方向においては長さが４０〜７０ｍｍである。加圧電極１としては、金属製のベルトを用いる事も可能であり、その場合には、幅が２〜５ｍｍで厚さが０．１〜０．５ｍｍのものが好ましく用いられる。また、図４（ａ）のように、長さ方向において円弧状とする場合には、曲率がＲ１０００〜３５００ｍｍの円弧が好ましい。
【００２３】
本発明に用いられる固定電極２の先端の円弧状は、真円の円弧に限らず、楕円の円弧であってもかまわず、真円の円弧の場合には、曲率がＲ０．５〜１．５ｍｍ、楕円の円弧の場合には、長径が２〜４ｍｍ、短径が１〜３ｍｍの円弧が好ましい。また、長さ方向における長さは４０〜７０ｍｍが好ましい。さらに、固定電極２として前記したワイヤーを用いる場合には、直径が１〜３ｍｍのものが好ましく用いられる。
【００２４】
本発明において、電極以外の構成については、従来の方法及び装置と同様であり、用いる熱可塑性樹脂フィルムの樹脂素材や厚さ、幅、装置の各部材の素材や形状、寸法、電極間に印加される高周波の電圧値や周波数、包装体の寸法、重量等について特に限定されるものではない。
【００２５】
尚、本発明においては、フィルムの溶着部が原料によって冷却されることから、練り状食品原料としては常温以下で充填されるものが好ましい。具体的には、常温で包装し、包装後に加熱殺菌するソーセージ類、蒲鉾類の包装に特に適している。
【００２６】
【実施例】
図３に示す構造の装置〔旭化成社製、自動充填包装機〕を用い、帯状の塩化ビニリデン系樹脂フィルム〔旭化成社製、包装用フィルム、２枚重ね厚さ４３μｍ、幅７２ｍｍ〕を繰り出しながら、この中に原料として▲１▼魚肉ソーセージ用すり身、▲２▼蒲鉾用すり身を充填し、包装体（直径２０ｍｍ、長さ１８０ｍｍ、重さ５０ｇ）を連続的に製造した。この際に使用した加圧電極、固定電極の形状及び包装条件をそれぞれ以下に示す。
【００２７】
2004067144.tif 000002
この様にして３時間連続して包装体を得、原料充填直後の生パンクの発生率を調べた。結果を下記表に示す。
【００２８】
【表１】
2004067144.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ソーセージ等練り状食品の包装において、溶着部が効率良く冷却されることから、生パンクの発生が防止され、従来よりも包装処理を高速化することができ、包装効率を向上させることができる。さらに、本発明においては、電極の加工が容易であり、従来よりも電極の製造コストが削減されるため、装置自体のコスト削減を図ると同時に、摩耗した電極の交換頻度を上げてより確実に包装を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる高周波溶着工程を示す模式図である。
【図２】本発明の包装方法で得られる包装体を示す図である。
【図３】従来の包装装置の構成を示す概略図である。
【図４】従来の包装装置の高周波溶着工程を示す模式図である。
【図５】本発明で用いられる固定電極の他の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１　加圧電極
２　固定電極
３、３’、３ａ、３ｂ　熱可塑性樹脂フィルム
４　溶着部
５　結紮ワイヤー
３１　ボビンホルダー
３２、３３　ガイドローラ
３４　フォーミングフォルダー
３５　充填ノズル
３６　加圧電極
３７　固定電極
３８　練り状食品原料
３９、３９’　フィードローラ
４０、４０’　ボイドローラ
４１　結紮装置
４２　ナイフ
４３、４３’　結紮玉型
５１　ワイヤー
【図１】
2004067144.tif 000004
【図２】
2004067144.tif 000005
【図３】
2004067144.tif 000006
【図４】
2004067144.tif 000007
【図５】
2004067144.tif 000008