(57)【要約】      （修正有）【課題】包装袋として必要とされる接着強度を有すると共に、包装用フィルム上に易剥離部を簡単に形成する方法およびその方法によって形成された易剥離部を有する包装袋、さらには、その方法を利用した充填包装機を提供すること。【解決手段】超音波を出射するホーン２と、該ホーンに対向して配置されたアンビル３との間に少なくとも二枚の包装用フィルム５を介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部８を形成する方法であって、前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層７を設けること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとの間に少なくとも二枚の包装用フィルムを介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部を形成する方法であって、
前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層を設けることを特徴とする包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
【請求項２】
前記自由振動層は、前記ホーンから出射された超音波による振動を、前記包装用フィルムよりも優先的に受ける層であることを特徴とする請求項１に記載の包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
【請求項３】
前記自由振動層は、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロンシート、ポリエチレンテレフタレート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか１種またはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載の包装用フィルムへの易剥離部形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の易剥離部形成方法によって形成された易剥離部を有する包装袋。
【請求項５】
長手方向に繰り出し走行される包装用フィルムを、接着層もしくはシーラント層が対向するように中央部で折り返し、その側縁部分に、包装用フィルムの長手方向に縦シール部を形成して筒状とする縦シール手段と、
該筒状の包装用フィルム内に液状の被包装物を充填しながら、包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたって延在し、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて横シールを施して包装体を形成する横シール手段と、
を備える充填包装機において、
前記縦シール手段が、前記包装用フィルムの側縁部分を挟むように位置する超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルと、前記側縁部分のホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に位置する自由振動層とを有することを特徴とする充填包装機。
【請求項６】
前記縦シール手段は、前記自由振動層を、前記縦シール予定位置に合わせて繰り出す繰り出し手段を有することを特徴とする請求項５に記載の充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、包装用フィルムへの易剥離部形成方法、この方法により形成された易剥離部を有する包装袋、および充填包装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟質の包装用フィルムを袋状に成形し、飲食物、調味液、医薬品、化粧品等の液状物、粘稠物もしくは粉、粒状物、その他の被包装物を充填包装した包装袋が広く利用されている。このような包装袋からの被包装物の取り出しを容易にするため、特許文献１には、注出口部分に易剥離開封性シール部を設けてなる包装袋が開示されている。
【０００３】
また、近年、調理済みの冷凍食品、チルド食品等を包装袋ごと電子レンジで加熱調理した包装袋が利用されており、このような電子レンジ用の包装袋では、加熱調理時に被包装物から発生する水蒸気によって包装袋が膨張し、破裂することを抑制するため、例えば、特許文献２にあるように、合掌状に接合された背シール中央部に弱シール部を設け、該弱シール部を袋内の内圧の上昇に伴って開封可能にすることが開示されている。
【０００４】
このような包装袋への易剥離部の形成方法としては、例えば、包装用フィルムのシーラント層表面にプラズマ照射処理を行って濡れ性を向上させ、包装用フィルム同士の融着を抑制する方法（特許文献３）や、包装用フィルムのヒートシール面にインク塗膜層を形成する方法等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２７７９６号公報
【特許文献２】特開平１０−９５４７２号公報
【特許文献３】特開２０１４−０５８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３の方法では、プラズマ照射に必要な機器が高価であることや、プラズマ照射処理にバラツキが発生してしまうことに問題があり、インク塗膜層を形成する方法では、被包装物にインクが混入するおそれがあり、とくに被包装物が飲食物である場合には使用することができなかった。
【０００７】
また、易剥離部は、例えば包装用フィルムへのヒートシール温度や圧力、時間等を制御することで形成することもできるが、包装袋に設けられる易剥離部としては、小さな力で剥離させることができる一方で、使用開始前においては被包装物の漏れ出しを抑制するため、被包装物を通過させないような接着強度が必要となる。このような要求を満たす易剥離部を、ヒートシール温度や圧力、時間等の制御だけで形成することは非常に難しく、とくに、包装用フィルムが低温ヒートシール性に優れたものからなる場合には、さらに困難であった。
【０００８】
そこで、本発明では、包装袋として必要とされる接着強度を有する易剥離部を、包装用フィルム上に簡単に形成する方法およびその方法によって形成された易剥離部を有する包装袋、さらには、その方法を利用した充填包装機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】
【０００９】
前記目的の実現に向けた研究の中で、発明者は、超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとの間に少なくとも二枚の包装用フィルムを介在させ、該包装用フィルム間に超音波による振動によって易剥離部を形成する方法において、前記包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層を設けることを特徴とする包装用フィルムへの易剥離部形成方法が有効であることを突き止め、本発明を開発するに到った。
【００１０】
なお、本発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法については、さらに下記のような構成にすることがより好ましい解決手段となる。即ち、
（１）前記自由振動層は、前記ホーンから出射された超音波による振動を、前記包装用フィルムよりも優先的に受ける層であること、
（２）前記自由振動層は、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロン（登録商標）シート、ポリエチレンテレフタレート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか１種またはそれらの組み合わせからなること、
である。
【００１１】
また、本発明は、上記の易剥離部形成方法によって形成された易剥離部を有する包装袋を提案する。
【００１２】
さらに本発明は、長手方向に繰り出し走行される包装用フィルムを、接着層もしくはシーラント層が対向するように中央部で折り返し、その側縁部分に、包装用フィルムの長手方向に縦シール部を形成して筒状とする縦シール手段と、該筒状の包装用フィルム内に液状の被包装物を充填しながら、包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたって延在し、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて横シールを施して包装体を形成する横シール手段と、を備える充填包装機において、
前記縦シール手段が、前記包装用フィルムの側縁部分を挟むように位置する超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルと、前記側縁部分のホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に位置する自由振動層とを有することを特徴とする充填包装機を提案する。
【００１３】
なお、前記縦シール手段は、前記自由振動層を、前記縦シール予定位置に合わせて繰り出す繰り出し手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法では、超音波を出射する加圧調整が可能なホーンと、該ホーンに対向して配置されたアンビルとを利用した超音波シール方法において、被溶着物である少なくとも二枚の包装用フィルムのホーン側およびアンビル側の少なくとも一方に自由振動層が設けたことにより、ホーンから出射された超音波の振動が該自由振動層に集中し、これによって包装用フィルムに伝わる振動（摩擦熱）が弱くなり、包装用フィルム上に易剥離部を形成することができる。
【００１５】
ところで、超音波シール方法とは、ホーンから出射された超音波による微細な振動と加圧力によって、被融着物の接合面に摩擦熱を発生させて、該被融着物どうしを融着接合させる方法であり、プラスチックフィルムや金属等の接合方法として広く利用されている。
【００１６】
また、自由振動層としては、ホーンとアンビルとの間で自由に振動し、ホーンから出射された超音波による振動を、包装用フィルムよりも優先的に受けることのできる層であればよく、とくに、事務用紙や耐熱紙等を用いれば、従来よりも簡単かつ安価に易剥離部を形成することができる。
【００１７】
本発明の易剥離部形成方法によれば、３方および４方シール型の小袋や、背貼りピロー包装袋、詰め替え用パウチ等の開口部に設けられる易剥離部、特開２０１３−１６９９９１号公報に記載の背貼り接合部に位置する注出通路に設けられる易剥離部、電子レンジ用包装袋のように加熱時の包装袋内の内圧によって剥離可能な易剥離部等、各種の易剥離部を簡単に形成することができ、また充填包装機に組み合わせることで、易剥離部を有する包装体を一連の作業で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法の一実施形態を示す説明図である。
【図２】易剥離部を形成した液体包装袋の一実施形態を示す図である。
【図３】走行する包装用フィルムへの自由振動層の繰り出し方法を説明する図である。
【図４】この発明の充填包装機の一実施形態としての縦型充填包装機の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下にこの発明の包装用フィルムへの易剥離部形成方法について、図面を参照して説明する。図１の超音波シール機１は、主に超音波発振子４により発生された超音波を出射するホーン２と、このホーン２に対向して配置されたアンビル３とを備えている。
なお、この超音波発振子４は、超音波を出射するホーン２の先端を被溶着物である包装用フィルム５に対して圧接させるための圧力シリンダ６をも有している。
【００２０】
上記の超音波シール機１を用いて包装用フィルム５に超音波シールを行う場合、ホーン２とアンビル３との間に重ね合わせた二枚の包装用フィルム５を介在させ、ホーン２の先端とアンビル３とで該包装用フィルム５を加圧挟持すると共に、ホーン２先端から超音波を出射することにより、超音波による微細な振動によって二枚の包装用フィルム５が互いに擦れ合って発熱し、該発熱した部分の包装用フィルム５が溶融することで相互に溶着接合する。
【００２１】
この発明では、上記超音波を用いたシール方法において、図１に示すように包装用フィルム５のホーン２側（図１（ａ））およびアンビル３側（図１（ｂ））の少なくとも一方に自由振動層７を設けたことに特徴がある。なお、自由振動層７とは、ホーン２から出射された超音波によって自由に振動できる層であり、とくに、超音波による振動を包装用フィルム５よりも優先的に集中させることのできる層である。
【００２２】
このようにホーン２とアンビル３との間に包装用フィルム５と共に自由振動層７を設けると、ホーン２から出射された超音波の振動は、図１に矢印で示すように、自由振動層７のとくに厚み方向中央部に優先的に集中し、包装用フィルム５へ伝わる超音波振動量が少なくなる。そのため、二枚の包装用フィルム５間の超音波振動による発熱（摩擦熱）は、自由振動層７を介在させない場合に比べて非常に小さくなり、包装用フィルム５どうしの溶着接合力が小さくなって、その部分に易剥離部８が形成されることになるのである。
【００２３】
なお、自由振動層７は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように包装用フィルム５のホーン２側、アンビル３側のいずれに設けても、上記のように超音波の振動を優先的に集中させる効果を発揮することができる。
【００２４】
本発明の易剥離部形成方法によって図２に示すような三方シール型の液体包装袋の、合掌貼り接合部２０の一部分に易剥離部８（例えば、接合強度１３Ｎ／１５ｍｍ以下）を形成するにあたっては、例えば、包装用フィルム５の側縁どうしを重ね合わせると共に、少なくとも該側縁部分に重ねて自由振動層７を設け、超音波シール機１によって超音波シールを行うことで、まず包装用フィルム５側縁の全長にわたって易剥離シールを施す。次に、該易剥離シール部分の、開口予定位置以外の部分に、通常の加圧加熱シールを施し、高い破袋強度を有する合掌貼り接合部２０を形成すると共に、その一部分に開口部となる易剥離部８を簡単に形成することができる。
【００２５】
なお、易剥離部８の接合強度は、手指で引っ張って簡単に剥離できるものや、電子レンジ用包装袋のように包装袋内の内圧の上昇によって剥離できるもの等、用途によって異なるが、包装袋を画成するシール部の２％以上、３０％以下の接合強度であることが好ましい。これは、接合強度が３０％超では、手指による力や袋内の内圧によって簡単に剥離できないおそれがあり、２％未満では、運搬や保管時に過って開封してしまうおそれがあるためである。
易剥離部の接合強度は、超音波シール機１によって包装用フィルム５へ出射される超音波の周波数や加圧力、さらには自由振動層７の種類や厚み等を選定することで調整することができる。
【００２６】
自由振動層７としては、例えば、事務用紙、耐熱紙、ガラスクロス、厚紙、テフロン（登録商標）シート、ポリエチレンテレフタレート、ベニヤ板および竹から選ばれるいずれか１種またはそれらの組み合わせからなることが好ましく、とくに厚みの薄いものを複数枚積層したものは、自由に振動することができ、超音波の振動を集中させやすいため好ましい。
【００２７】
なお、自由振動層７は、上記したようにホーン２から出射された超音波による振動を優先的に集中させるため、焦げたり溶融が発生しやすく、焦げや溶融が発生する前に適宜、交換等する必要がある。
そのため、例えば、自動充填機等において走行する包装用フィルム５に易剥離部を形成する場合には、図３に示すように、自由振動層７の繰り出しロール９および巻き取りロール１０からなる繰り出し手段を設け、繰り出しロール９から自由振動層７を連続的もしくは間欠的に、好ましくは、包装用フィルム５の走行速度と同じ速度もしくはそれ以下の速度で繰り出し、超音波シール機１において包装用フィルム５に重ね合わせて超音波シールを行った後、巻取りロール１０で巻き取って回収するようにする。なお、自由振動層７は、無端の環状にして繰り出しロール９と巻取りロール１０とに巻き掛け、それらのロール間で循環させるようにしてもよい。
【００２８】
図４は、前記易剥離部形成方法を利用した充填包装機の一実施例としての縦型充填包装機の構成を示す模式図である。なお、本発明の充填包装機は、このような縦型充填包装機に限定されるものではなく、横型充填包装機、縦ピロー充填包装機、横ピロー充填包装機、多列充填包装機等、各種の包装機とすることができる。
図４の縦型充填包装機は、例えば、２軸延伸したナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等からなるベースフィルム層と、例えば各種ポリエチレン樹脂等からなるシーラント層とを積層した積層フィルムからなる１枚の長尺の包装用フィルムをその長手方向に連続的に走行させながら、そのシーラント層が互いに向かい合わせになるように幅方向に折り返してその両側縁部同士を重ね合わせて、その包装用フィルムを多数の包装袋に連続的に製袋しつつ、各包装袋内に飲食物、調味料、医薬品、化粧品その他の液状ないし粘稠状あるいはゼリー状等の流動性物質からなる被包装物を自動的に充填するものであり、図に示すように主として、フィルム案内部１１と、フィルム折返し部１２と、縦シール部形成部１３と、被包装物供給部１４と、横シール部形成部としての第１の横シール部形成部１５ａおよび第２の横シール部形成部１５ｂと、包装袋Ｗを単包または複数包ずつに切断する切断部１６とを具えてなる。なお、第１の横シール部形成部１５ａおよび第２の横シール部形成部１５ｂは、一対のシールロールやシール板等によって構成することができる。
【００２９】
このような縦型充填包装機において、縦シール部形成部１３は、例えば、超音波シール方法を利用し、ホーン２によって包装用フィルム５の折り返して重ね合わせた両側縁部を連続的にアンビル３に加圧挟持すると共に、ホーン２先端から超音波を出射する易剥離部形成部１３ａと、通常の縦シールロール１３ｂとから構成される。まず、フィルム折返し部１２によって幅方向に折り返して重ね合わされた包装用フィルム５の両側縁部に、易剥離部形成部１３ａによって、連続的に易剥離シールを施した後、次いで、該易剥離シール部分の、易剥離部８の形成予定位置を除いた部分を、縦シールロール１３ｂによってヒートシールすることにより、易剥離部８を有する縦シール部１７を形成することができる。
【００３０】
この時、図３に示したように包装用フィルム５の走行速度にあわせて、繰り出しロール９より自由振動層７を繰り出し、該自由振動層７を包装用フィルム５の両側端部に重ねることで、該位置における包装用フィルム５の超音波による振動が抑制されることになり、易剥離部８の接合強度を適宜に弱めることができる。
【実施例】
【００３１】
自由振動層として各種の材料を使用し、その際の易剥離部のシール状態について評価した。その結果を表１に示す。なお、使用した包装用フィルムおよび超音波シール機の条件および評価基準は、下記の通りとした。
＜包装用フィルム＞
２軸延伸ナイロンフィルム（１５μｍ）／直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（４０μｍ）
＜超音波シール機＞
精電舎電子工業株式会社製  「ULTRASONIC  WELDER  SONOPET345D」
発振周波数  ：  ４８．５ｋＨｚ
振幅可変    ：  ２０〜１００％
シール幅    ：  １．５ｍｍ
＜評価基準＞
〇：２〜１０N/１５mm  （簡単に易剥離できる）
△：１０〜１３N/１５mm  （抵抗は大きいが剥離できる）
×：剥離不可
【００３２】
【表１】
2016055888.tif 000003
【００３３】
表１の結果によれば、自由振動層として事務用紙を複数枚重ねたものを用いた場合に、手指によって抵抗なく剥離できるような易剥離部を形成することができ、事務用紙の枚数を減らした場合よりも易剥離性が向上することから、層状であるほど振動を集中させやすいことが分かった。
また、事務用紙やＰＥＴは単独では、自由振動層としての効果を有効に発揮することができるのに対し、これらを組み合わせて複合層としたものでは、易剥離部を形成することができないという結果になった。
【符号の説明】
【００３４】
１  超音波シール機      
２  ホーン
３  アンビル    
４  超音波振動子
５  包装用フィルム
６  圧力シリンダ
７  自由振動層
８  易剥離部（開口部）
９  繰出しロール
１０  巻取りロール
１１  フィルム案内部
１２  フィルム折返し部
１３  縦シール部形成部
１３ａ  易剥離部形成部
１３ｂ  縦シールロール
１４被包装物供給部
１５ａ  第１の横シール部形成部
１５ｂ  第２の横シール部形成部
１６  切断部                                
１７  縦シール部
２０  接合部                                
Ｗ  包装袋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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