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1. WO2002024436 - STRUCTURE, METHOD, AND DEVICE FOR SPLICING LAMINATED FILMS

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[ JA ]
明 細 書

積層フィルムの連結構造、連結方法および連結装置

技術分野

本発明は、積層フィルム、多くは包装用として用いられる積層フィルムにおい て、たとえば、一の積層フィルムの後端部分と、他の積層フィルムの先端部分と を、粘着テープその他の連結用資材を使用することなく連結するための連結構造、 連結方法および連続装置に関し、とくに、ヒ一トシールによる製袋等に当って、 積層フィルムの相互連結部分にもまた、他の部分と同様の、液密もしくは気密な ヒートシールを施すことを可能としたものである。

背景技術

たとえば、液状体、粉状体その他を連続充填包装する場合や、間欠充填包装す る場合に使用されて、被包装物を充填した包装袋の製造に供される包装用積層フ イルムは、一般に、印刷工程、ラミネート工程およびスリヅ夕一工程を経て、口 —ル状に巻回された状態で包装装置に適用される。 '

この場合、スリヅ夕一工程では、主として、ラミネートを終えた積層フィルム の幅寸法を一定の値とするための、フィルム側部の切断除去を行う他、ロール状 に卷回されるフィルムの長さの調整を行って、たとえば、フィルムのトータル卷 回長さを 1000m、 2000m等の所定長さにするために、積層フィルムどうしを連結 するとともに、印刷不良部分、ラミネート不良部分等を切断除去した後のフィル ム繋ぎを行うこととしている。このため、たとえば、 2000ffl巻きの巻回フィルム には、多いときには、 2〜 3個所程度のフィルム連結部が存在することになる。 ところで、ベ一スフイルム層およびシ一ラント層を具える積層フィルムの違結 は、従来、一の積層フィルムの後端と、他の積層フィルムの先端とを、ベ一スフ イルム面側に貼り付けた粘着テープ等を介して突き合わせ、接合することにより 行われている。

しかるに、このようにして連結された積層フィルムでは、それを幅方向に二つ 折りにした状態で、縦シールおよび横シールを施して、シーラント層の融着下で 包装袋を製造するに際し、積層フィルムとは異質の材料からなる粘着テープ等が、 積層フィルムの厚みの増加をもたらすことに加え、粘着テープ等に固有の物性に より、ヒ一トシ一ル刃からシ一ラント層への十分な熱の伝達が妨げられることに なって、そのシ一ラント層を、シ一ラント層相互の融着に十分な程度にまで速や かに溶融させることが実質的に不可能になる。このため、たとえば、その積層フ イルムを包装装置に適用して連続充填包装等を行ったときは、一定のクリアラン スを保って回転する、一対の回転シール刃としての縦ヒートシ一ル刃間に、折返 しフィルムの遊端部分に存在するフィルム連結部をそのまま通過させることがで きたとしても、シ一ラント層は、粘着テープ等の存在により、縦ヒートシール刃 の加熱加圧作用を受けてなお、十分に熱融着することができず、それ故に、液体 その他の被包装物の漏出、飛散等が生じるという問題があつた。

そして、同様のことは、粘着テープ等による接合をもってしては、両積層フィ ルムの端部分の相互を、十分な気密性ないし液密性をもって、包装袋に所要の強 度で連結することができないことによってもまた発生する。

そこで^は、 '積層フィルムの連結部が卷回フィルムから繰出される度に、包 装装置全体の、または、ヒートシール機能部および充填機能部等の主要部分の一 時停止を行って、その連結部を装置の主要部分に通過させた後に充填包装を再開 することとしており、しかも、その再開に当たっては、包装袋内の被包装物の量 の確認、ヒートシール位置およびシール状態の確認、包装袋の切断位置および引 裂きノツチの形成位置の確認等を行い、これらの全てを許容範囲内に納めた後に、 装置を本格的に再稼働することとしている。

それ故に、装置または主要機能部分の一時停止から装置の再稼働に至るまでに 多くの時間および作業工数を必要とし、作業能率および効率上の大きな問題があ つた他、こうした各種の確認のために、相当量の積層フィルムおよび被包装物の 消費が余儀なくされて、材料歩留りが低下するという問題もあった。

これがため、本発明は、積層フィルムの端部もしくは側部の相互連結を、粘着 テープ等の連結用資材を用いることなく行って、その連結部をもまた積層フィル ムの他の部分と同様に、包装袋の製袋に十分に寄与させるとともに、連結部のす ぐれた気密性および液密性を実現し、併せて、その連結部に、積層フィルムに必 要な引張り強度を付与することで、被包装物の充填包装作業の能率および効率を 有効に高め、また、材料歩留りを大きく向上させることができる積層フィルムの 連結構造、連結方法および連結装置を提供する。

発明の開示

本発明に係る積層フィルムの連結構造は、熱可塑性の延伸ベースフィルム層、 たとえば、二軸延伸ナイロンフィルム層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、二 軸延伸ポリプロピレンフィルム層、二軸延伸ェチレン ·ビニルアルコール共重合 物フィルム層等と、シ一ラント層、たとえば、各種ポリエチレン層、エチレン ' 酢酸ビエル共重合体層、無延伸ポリプロピレン、エチレン 'ァクリル酸共重合体 層、アイオノマ一層等とを具える積層フィルムそれぞれの、後端部分と先端部分 とを相互に連結する構造であって、延伸べ一スフイルム層どうしを合掌状に接合 したものである。

また、本発明においては、前記延伸ベースフィルム層とシ一ラント層との間に、 各種のフィルム層の他、アルミニウム箔等の金属箔、紙、各種蒸着層、塩化ビニ リデン共重合体コート層その他のコ一ティング層等を介在させることができる。 かかる積層フィルム連結構造は、たとえば、両積層フィルムを、それらの延伸 ベースフィルム層を相互に対向させて重ね合わせた状態で、それらの積層フィル ムを、ヒ一トシ一ル刃の加熱エッジ、インパルスシ一ラ、レ一ザ光線等をもって、 好ましくは加圧下で溶断または溶着切断したときの切断縁およびその近傍で、両 延伸ベースフィルム層を融着させることにより実現することができる。

なお、この場合において、延伸べ一スフイルム層相互の接合部の、他のフィル ム部分からの突出量は 50〜800 i m程度とすることができる。

この接合部は、たとえば、積層フィルムを被包装物の連続充填包装装置に適用 した場合、そのフィルムを幅方向に二つ折りにすることにより、被包装物の充填 スペース側、いいかえれば、製造される包装袋の内側へ突出する状態で繰出し走 行され、積層フィルムの、折り返し遊端部分に存在してフィルム幅方向に延びる その接合部が、回転駆動される一対の縦シール刃間を通過するときは、突出接合 部の、たとえば後方側積層フィルムのシーラント層上への折返しと、そのシ一ラ ント層とそれに対向する接合部シーラント層との十分な熱融着とが行われる。 しかも、接合部のこのような熱融着によってなお露出する、接合部の他方側の シーラント層は、積層フイルムの他方の遊端部分のシ一ラント層に十分に熱融着 されることになるので、形成される縦ヒ一トシ一ル部は、所期した通りの気密性 およびヒートシール強度が確保できるようになる。従って、上記接合部は、包装 袋の、液密にして気密な製袋に十分に寄与することができる。

そして、これらのことは、延伸ベースフィルム層の接合部が包装袋の横ヒート シール部に重なり合う場合にもまた同様である。

このように、本発明にかかる積層フィルムの連結構造の下では、フィルムの繋 ぎ部が存在してもなお、包装装置の定常運転を継続することができ、これによつ て製造された、繋き部を含む包装袋をもってしても、被包装物を適正に包装する ことができるので、ヒートシールの不良もしくは不能、被包装物の飛散、洩出等 のおそれを十分に除去することができる。 .

従って、そのフィルム繋ぎ部が、包装装置のヒートシール刃等に通過するに当 つても、ヒ一トシ一ル機能部、充能部等の一時停止が全く不要となり、この 結果として、作業能率および効率の向上ならびに、材料歩留りの向上が実現され ることになる。

そしてこの材料歩留りの向上は、積層フィルムが印刷柄等を有する場合に、接 合部での前後の柄合わせを行うことで一層顕著なものとなる。

ちなみに、延伸フィルム層を、 15 / m厚みの二軸延伸ナイロンフィルム層とし、 シ一ラント層を、 50 m厚みのポリエチレン層とした積層フィルムにおいて、 2 枚の積層フィルムをィンパルスシーラを用いて溶断した場合の、両ナイロンフィ ルム層の接合強度は、 15顧幅当り約 5 Nであり、これは、口一ル状卷回フィルム を繰出すに際して包装装置内で積層フィルムに作用する、 100顧幅当りほぼ 3 . 5 Nの張力に比してはるかに大きい値であるので、被包装物の充填包装中に、巻 回フイルムから繰出された積層フィルムが、ナイロンフィルム層の接合個所で不 測の破断等を生じることはない。

以上説明したような積層フィルムの連結構造において、好ましくは、延伸べ一 スフィルム層の接合部を積層フィルムの幅方向に対して斜めに延在させて設ける。 このことは、たとえば、積層フィルムをその幅方向に二つ折りにして、相互に 重なり合う遊端部分に縦ヒートシールを施すとともに、フィルムの長さ方向に間 隔をおく横ヒートシールを施しつつ、被包装物を充填包装する場合に、包装袋の 前面部分と背面部分との間で、接合部の延在位置を縦ヒートシール部の延在方向 にずらすことができるので、それらの両部分間で接合部が相互に重なって位置す る場合に比べて、応力集中等を有利に防止して包装袋の強度を高めることができ る。

また好ましくは、延伸べ一スフィルム層の合掌状の接合部を一方の積層フィル ム側へ折返して、相互に対向するシ一ラント層どうし、すなわち合掌状接合部の シ一ラント層と、一方の積層フィルムのシ一ラント層とを予め接合する。

この接合は、両シ一ラント層をヒートシールによって熱融着させることにより 行うことができる。

このような連結構造によれば、上述したと同一の積層構造の下で、両フィルム の接合強度を、 15腿幅当り約 35Nまで高めることができるので、フィルム繋ぎ部 に予期しない動荷重が作用することがあっても、. その継ぎ部でのフィルムの破断 等を十分に防止することができる。

また、本発明に係る積層フィルムの連結装置は、熱可塑性の延伸ベースフィル ム層とシーラント層とを具えるそれぞれの積層フィルムの、端部もしくは側部を 相互連結する装置であって、積層フィルムのそれそれの端部分もしくは側部部分 の差込みを許容する間隔をおいて位置する一対のベースを設け、両ベースの対向 部分で、一方のベースに、積層フィルムの端部分もしくは側部部分を他方のベー ス側に押圧する少なくとも一のプッシャを設け、他方のベースに、プッシャと対 応して位置する上下二個のそれぞれのシ一ラを設けたものである。

この装置では、一対のベース間に、たとえば積層フィルムめそれぞれの端部分 を、延伸べ一スフイルム層を対向させた姿勢で差込むとともに、下方側のシーラ で、延伸ベースフィルム層の相互を、プヅシャによる押圧下で合掌状に融着接合 させ、次いで、延伸べ一スフイルム層相互の接合部の、一方の積層フィルム側へ の折曲げ姿勢で、相互に対向するシ一ラント層どうしを、上方側のシーラにより、 プヅシャで押圧しつつ融着させることで、一の積層フィルムの後端と、他の積層 フィルムの先端とを、粘着テープ等の連結用資材を用いることなく、高い気密性 および液密性をもって相互連結することができる他、その連結部をもまた、露出 するシーラント層の作用の下で、積層フィルムの他の部分と同様に包装袋の製袋 に寄与させるとともに、連結部に、積層フィルムに要求される引張り強度を付与 することができ、これがため、被包装物の充填包装に際し、その連結部が卷回フ イルムから繰出されても、包装装置の定常運転を継続して被包装物が充填された 包装袋を連続的に製造することができる。

なおここで、延伸ベースフィルム層相互の接合部の、一方の積層フィルム側へ の折返し姿勢は、合掌状接合部の形成の後、選択されたベース間隔、たとえば 1

〜5麗、好ましくは 2〜 3顧の間隔の下で、他方の積層フィルムをベースの上方 側へ引き上げこ場合の、その合掌状接合部とベースとの摩擦に基く、接合部の引 き上げ遅れによって確実に実現することができる。また、このような折返しによ つて相互に対応するシーラント層相互の融着は、. プッシャによる十分な押圧力の 作用下で、上方側のシーラを機能させることによって行うことができ、これによ れば、折返し融着に起因する突部の発生を十分に防止することができる。 ' 従って、積層フィルムの連結部が繰出される度に、包装装置の主要機能部等の —時停止が必要となる従来技術に比し、充填包装作業の能率および効率ならびに 材料歩留りを大きく向上させることができる。

このような装霄において好ましくは、下方に配置したシーラを溶断シ一ラとし、 上方に配置したシーラを融着シ一ラとする。

これによれば、積層フィルムの全層が熱可塑性樹脂材料からなる場合に、延伸 ベースフィルム層相互の融着接合を溶断シ一ラによって行うことで、延伸べ一ス フィルム層の合掌状接合部の長さを、必要にして最小のものとすることができる ので、それの折曲げ姿勢でシ一ラント層どうしを融着させた場合の、融着部の幅 を線状程度にまで狭めることができ、その融着部が包装袋の製袋に及ぼす影響を 極力少ならしめることができる。

なお、両積層フィルムの端部分の、両ベース間への差込みに当たって、それら のフィルムの両端部を下方のシ一ラに正確に対応させて揃えて位置させる場合に は、下方のシ一ラを溶断シーラとするまでもなく、合掌状接合部の長さを十分短 くすることができる。

また好ましくは、プッシャの、少なくとも進出変位、好適には進退両変位をも たらす弾性チューブもしくはシリンダを設ける。

ここでは、弾性チューブへの加圧流体の供給に基く、そのチュ一ブの膨満によ り、または、シリンダへの加圧流体の供給に基くピストンロッドの進出度変位に よってプヅシャの進出、ひいては、積層フィルムの端部分の他方のベース側への 押圧を実現することができる。ここで、とくに前者の場合には、シリンダその他 の往復駆動手段を用いる場合に比して、構造を簡単にするとともに、設備コスト およびランニングコストを低減し、併せて、維持管理を容易ならしめることがで ぎる。

なお、プヅシャを弾性チューブもしくはビストンロヅドに接合、連結等するこ とにより、弾性チューブの収縮変形または、ピストンロッドの進退変位に伴って プヅシャを後退変位させる場合には、両ベース間への積層フィルムの抜き差しを より円滑に、かつ容易に行うことができる。

ところで、プヅシャは、それを上下のシーラに共通の一個とすることで、装置 構造をより簡単なものとすることができる。

この一方で、プッシャを、それそれのシーラと対応する上下二個所に設けた場 合には、下方側のプッシャを、延伸べ一スフイルム層の融着接合に、そして上方 側のプヅシャを、その融着接合部の折返し融着に、それぞれ独立させて順次に機 能させることができ、たとえば、下方側のシーラを溶断シ一ラとした場合には、 それと対応するプヅシャの作用下で延伸べ一スフイルム層を融着接合させた後、 プヅシャを後退変位させるまでもなく、その融着接合部を上方側の融着シーラま で引き上げることができ、これにより、融着接合部からそれの余剰長さを確実に 除去することができる。

なおここで、延伸べ一スフイルム層の融着接合の後、その接合部を、上方側の シーラと対応する位置にもたらすためには、一対のベース間で、それぞれの積層 フィルム間へ位置決めゲージを挿入した状態で、いずれか一方の積層フィルムを、 そのゲージによって拘束される高さまで引き上げることが好ましい。

また、この装置において、それぞれのベースの上面側に積層フィルムの位置浃 め手段を設け、この位置決め手段で、ベース間に差し込む、それそれの積層フィ ルムの端部分長さを特定することにより、印刷柄等を有する積層フィルムの、連 結部での柄合わせを簡単にかつ容易に行うことができる。

さらに、このような連結装置において、プヅシャおよびシ一ラの下方位置に積 層フィルム切断手段、たとえば剪断部を設けることもできる。

この装置は、積層フィルムの全層が熱可塑性樹脂層からなる場合はもちろん、 とくに、中間層に、アルミニウム箔、紙等の非熱可塑性樹脂層を具える積層フィ ルムに用いて有効であり、延伸べ一スフイルム層相互の合掌状の融着接合の後、 その接合部の下方で両積層フィルムを切断して中間層等を切除することで、接合 部に続く余剰部分を確実に除去することができるので、接合部のその後の折り曲 げ融着による融着幅を所定のものとして、この折り曲げ融着部が製袋作業に及ぼ す影響を十分小ならしめることができる。

なお、この場合、下方のシーラは、溶断シーラおよび融着シーラのいずれとも することができるが、後者のシーラによれば、中間層の不測の露出を確実に防止 して、連結部をより美麗に仕上げることができる。

以上、二枚の積層フィルムのそれそれの後端部と先端部とを連結する場合を例 として説明したが、これらのことは、一の積層フィルムの側部と他の積層フィル ムの側部とを相互連結する場合にあたってもまた同様である。

図面の簡単な説明

図 1は本発明に係るフィルム連結構造を例示する拡大断面図である。

図 2は延伸フィルム層の融着工程を概念的に例示する断面図である。

図 3は接合部の傾斜延在例を示す図である。

図 4は他の連結構造を例示する拡大断面図である。

図 5は融着切断工程を例示する断面図である。

図 6は実施例におけるフィルム連結方法を説明する図である。

図 7は本発明に係る装置を例示する断面斜視図である。

図 8は溶断シーラの配設態様を例示する断面図である。

図 9は積層フィルムの相互連結工程を例示する断面図である。

図 1 0は積層フィルムの相互連結工程を例示する断面図である。

図 1 1は連結部を模式的に示す拡大断面図である。

図 1 2は積層フィルムの実際の連結部を 100倍に拡大して示す断面図である。 図 1 3は相互連結部の各面の凹凸状態の拡大斜視図である。

図 1 4はプヅシャ機構の他の例を示す摅大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

図 1は、本発明に係るフィルム連結構造を例示する拡大断面図であり、図中 1, 2は、包装用のそれそれの積層フィルムを示す。

これらの積層フイルム 1, 2はともに、熱可塑性の樹脂材料からなる延伸べ一 スフイルム層 3 , 4と、図では延伸べ一スフイルム層 3, 4に直接的に積層した シ一ラント層 5 , 6とを具えるものであり、ここでは、一方の積層フィルム 1の 後端部分と、他方の積層フィルム 2の先端部分との繋ぎ合わせを、延伸べ一スフ イルム層 3 , 4を合掌状に接合させることにより行う。

両べ一スフイルム層 3 , 4のこのような接合は、これらの両層間に接着剤を介 在させて行うことも可能であるが、特別の連結用ないしは接合用の資材を用いる ことなく、しかも、その接合を十分な強度の下に行うためには、それらのベース フィルム層 3 , 4を急激に加熱して、それらのベ一スフイルム層 3 , 4の熱収縮 を拘束しつつ両者を融着させることによって行うのが好ましい。

これがためには、前述したように、両積層フィルム 1 , 2を、延伸べ一スフィ ルム層 3, 4を相互に対向させて重ね合わせた状態で、それらを溶断したときの 溶断縁およびその近傍において両ベースフィルム層 3 , 4を相互に熱融着させる ことが好ましい。

図 2は、このような融着工程を、インパルスシ一ラを用いた場合について概念 的に例示する断面図である。これは、両積層フィルム 1, 2の端部分を、図 2 (a) に示すような所定の重ね合わせ姿勢、図では合掌姿勢でィンパルスシ一ラ 7の前 方に配置して、衝撃電流の印加によるそのィンパルスシ一ラ 7の作動によって、 積層フィルム 1 , 2を瞬間的に加熱して溶融させ、この溶融とほぼ同時に、図 2 (b)に示すように押込みプレート 8を進出させて、クランパ 9の予めの作用による 両フィルム 1, 2の挟持下で、それらのフィルム 1, 2の橈み変形を強制するこ とで、両フィルム 1 , 2を、融着部の上縁で溶断させるとともに、その溶断縁部 をィンパルスシ一ラ 7から離隔させて冷却硬化させて、相互に対向して位置する 延伸べ一スフイルム層 3, 4を融着し接合させるものである。

なお、図中 1 0は、二枚の積層フィルム 1 , 2を、インパルスシーラ 7の作動 に先だってその前面に押圧するプヅシャを示す。

このようにして構成される、延伸べ一スフイルム層 3 , 4の合掌状の融着接合 部 1 1は、前述したように、包装装置内で積層フィルム 1, 2に作用する張力に 比して十分大きな接合強度を有し、また、被包装物の連続充填包装装置の縦シー ル刃間にそのまま通過させ得ることはもちろん、その通過によって、包装袋に要 求される液密性、気密性およびヒートシール強度を十分に発揮することができる。 ところで、以上のような融着接合部 1 1は、図 3 (a) に示すように、積層フィ ルム 1, 2の幅方向 Y—Yに対して幾分傾けて延在させることが好ましい。この ような接合部 1 1によれば、相互に連結された積層フィルム 1 , 2を包装装置に 適用して、たとえばそれを、図 3 (b) に示すように幅方向に二つ折りにした状態 で、それらの両遊端部分に縦ヒートシール部 1 2を、そして、フィルムの長さ方 向に間隔をおいた横ヒートシール部 1 3をそれぞれ形成しつつ、被包装物の充填 包装を行う場合に、製造される包装袋 1 4の前面部分 1 4 aと背面部分との間で、 接合部 1 1の延在位置を縦ヒートシール部 1 2の延在方向にずらすことができる。 その結果として、包装袋 1 4の特定個所への応力集中等を有効に防止して、包装 袋 1 4の破袋強度を高めることができる。

しかるに、接合部 1 1が延在する包装袋 1 4は、通常は、外観上の観点から、 包装袋 1 4の製造後に廃棄等されるので、製品としての包装袋ほどに高い強度を 有する必要はなく、充填包装の終了に至るまで破袋等を生じることなく、袋内被 包装物の洩出、飛散等を阻止し得れば足りることになる。

図 4は他の実施形態を示す拡大断面図であり、これは図 1について述べた延伸 ベースフィルム層 3 , 4の接合部 1 1を、積層フィルム 1の側へ折返して、その フィルム 1のシーラント層 5と、融着接合部 1 1のシ一ラント層とを相互に対向 させた状態とし、そこでそれらの両シ一ラント層を、たとえばヒートシールによ つて融着接合させたものである。

積層フィルム 1 , 2のこのような連結構造によれば、フィルム繋ぎ部の接合強 度を一層高めることができ、併せて、一層すぐれた液密性および気密性をもたら すことができる。

なおこの場合にあってもまた、融着接合部 1 1を、図 3に示すように、積層フ イルム 1, 2の幅方向に対して斜めに延在させることが好ましく、これによれば、 積層フィルムの両遊端部分に縦シールを施すに当り、その接合部 1 1に接合され る、たとえば積層フィルム 1のその遊端部分には、図 4に仮想線で示すように、 接合部が存在せず、ヒートシール表面に凹凸がないことから、縦ヒートシールの 確実性を高めて、さらにすぐれた気密性等を確保するとともに、より一層のヒ一 トシール強度を実現することができる。

ところで、積層フィルム 1, 2が、アルミニウム箔、紙等のような、インパル スシ一ラ 7にては溶断不能は中間層を具える場合には、たとえば図 5に示すよう に、インパルスシーラ 7およびプヅシャ 1 0の下方側に隣接させて、一方のベ一 ス部分から他方のベース部分に向けて水平に進退変位される剪断刃 1 5と、他方 のベース部分に形成されて、剪断刃 1 5との協働下でフィルム端部分の剪断に寄 与する受刃 1 6を画成する受容窪 1 7とからなる剪断手段を設けることが好まし く、これによれば、インパルスシ一ラ 7を用いる場合はもちろん、溶断シ一ラと してのそのィンパルスシ一ラ 7を、他の融着シ一ラに変更した場合にあっても、 延伸ベースフィルム層 3 , の合掌状の相互接合の後、それに連続するフィルム 端部を所期した通りの位置で確実に切断することができ、たとえば、図 4に示す ような、延伸べ一スフイルム層 3 , 4の接合部 1 1の折返し融着を、常に一定の 融着接合形態にて行うことができる。

ちなみに、下記の積層構成とした積層フィルムを、インパルスシ一ラ一等を用 いて、図 6に示す二種類の連結方法(a:合掌接合, b:合掌折返し接合)を採 用して融着接合した場合の連結部の引張強度を測定したところ以下の通りとなつ た。

積層フィルムの構成

① NY 1 ° /XA-S 0 U

② PET 1 2 ZD/アルミニウム蒸着 PET 1 2ゾ XA- S4 0

③ NY 1 5 ZD/A1 7 /XA- S 5 0

ただし、

NY 1 ° :ニ軸延伸ナイロンフィルム層(15〃m)

XA-S 5 0 :メ夕口セン触媒系ポリエチレン層(50 m)

PET 1 2 :ニ軸延伸ポリエチレンテレフ夕レートフィルム層(12 m)

D :ドライラミネ一トによる接着層

XA-S 4 0 :メ夕口セン触媒系ポリエチレン層(40〃m)

A1 ' :アルミニウム箔( 7〃m )

である。

接合方法

a:合掌接合:図 6 ( a) に示すように、延伸ベースフィルム層どうしを加圧 下で合掌状に溶断シールした。

b :合掌折返し接合::図 6 ( b ) に示すように、延伸べ一スフイルム層どう しを加圧下で合掌状に溶断シールし、次いで合掌シール部を折返して加圧下にシ —ラント層どうしをヒ一トシ一ルした。

試験結果の報告

まず、積層フィルム①を用いて a, bの接合方法 ¾試みた。接合方法と引張強 度の関係を表 1に示す。この表 1に示す結果から、接合方法 aに比べて、接合方 法 bの方が強度が高いことがわかった。

表 1


次に、上記積層フィルム①〜③の引張強度と接合方法 a , bの接合部の引張強 度を表 2に示す。

¾ 2


* 1 : 15 mm幅の短冊状に切った積層フィルムそれ自体の 51張強度 上掲の積層フィルム構造においては、そのいずれにあっても、接合方法 aに比 ベて接合方法 bの方が、接合部の引張強度は大きな値を示した。

図 7は、上述したような折返し接合の実施に用いて好適な、この発明に係る装 置の実施例を示す断面斜視図であり、図中 2 1, 2 2は対をなすべ一スを示す。 このベース 2 1, 2 2は、上面を面一とするとともに、それぞれの積層フィル ム 1, 2の、たとえば先端部分 1 aおよび後端部分 2 aの差込みを許容する、多 くは 1〜 5廳の範囲の間隔 5をおいて相互に平行に延在する。

このようなべ一ス 2 1, 2 2の相互の対向部分で、一方のベ一ス 2 1には、上 下に間隔をおいて位置して、フィルム端部分 1 a , 2 aを他方のベース 2 2側に 押圧するそれぞれのプヅシャ 2 3 , 2 4を、ベース 2 1のほぼ全長にわたって、 たとえば、対向ベース面に対してほぼ直角をなす向きに進退変位可能に配設する とともに、これらの各プヅシャ 2 3, 2 4を押圧して進出変位させる各弾性チュ —ブ 2 5 , 2 6を、それの背面側に配設する。ここでは収縮状態で示す各弾性チ ユーブ 2 5 , 2 6は、膨満形状を特定されるべ一ス窪み内に配置されて、弾性チ ュ一プ 2 5 , 2 6内への加圧流体の供給に基く膨満により、弾性材料、金属材料 等にて構成することができるプヅシャ 2 3 , 2 4を対向べ一ス面側に所要の力で 押圧する。なお、プッシャ 2 3, 2 4を、弾性チューブ 2 5, 2 6に接合等して それに一体化させた場合には、弾性チュ一ブ 2 5 , 2 6の収縮変形に伴って、プ ッシャ 2 3 , 2 4を後退変位させることもできる。

またここでは、プヅシャ 2 3 , 2 4のそれぞれを、一の弾性チューブによって 進出変位される一体構造のものとすることも可能である。

そして他方のベース 2 2には、それぞれのプヅシャ 2 3 , 2 4と対応して位置 する上下二個のシ一ラ 2 7, 2 8を設ける。これらの各シ一ラ 2 7, 2 8は、ヒ 一トシ一ル方式、インパルスシール方式、高周波ゥエルダシール方式、超音波シ ール方式またはレーザ方式のいずれかのものとすることができるも、好ましくは、 下方に配置したシ一ラ 1 8は溶断シーラとし、上方に配置したシーラ 2 7は融着 シ一ラとする。すなわち、下方のシ一ラ 2 8をもって、積層フィルム 1, 2の延 伸べ一スフイルム層 3 , 4を相互に合掌状に融着接合させる場合には、その接合 部の下方に続く余剰部分を溶断除去することが、その後の、接合部の折り曲げ長 さを短くする上で好ましい。

ところで、図に示すところでは、上下のシ一ラ 2 7, 2 8をともにインパルス シ一ル方式のシーラとし、上方側のシーラ 2 7を、たとえば幅が 5腿の板状に、 また、下方側のシーラ 2 8を、たとえば直径が 1 mmの線状にそれぞれ構成すると ともに、それらのシ一ラ 2 7 , 2 8を絶縁体 2 9, 3 0をもって、ペース 2 2に 対して電気絶縁する。

なおここで、溶断シ一ラとしての下方側のシ一ラ 2 8は、図 8 (a) に示すよう に、それを絶縁体 3 0から突出させて配置して、それそれのフィルム端部分 1 a, 2 aに直接に接触させることができる他、図 8 (b) に示すように、絶縁体表面か ら幾分後退させて配置して、シ一ラ 2 8からの輻射熱をもってフィルム端部分 1 a, 2 aを溶断シールさせることもでき、後者によれば、溶断されたフィルム部 分の、シ一ラ 2 8への溶着がないので、常に美麗な溶断シールが確実に行われる ことになる。

またここでの溶断シ一ルは、プヅシャ 2 4による、フィルム端部分 l a , 2 a の十分なる押圧下で行い、しかも、インパルスシール方法によって、加熱、溶断 シールおよび冷却を短時間のうちに行うことで、熱可塑性延伸べ一スフイルム層 ' の熱収縮を十分に防止できるとともに、延伸ベースフィルム層を十分に溶融させ て、強固に融着させることができる。

以上にように構成してなる装置において、好ましくは、ベース 21, 22の上 面に、積層フィルム 1, 2の位置決め手段、図ではマグネヅト 31, 32を設け る。なお、マグネット 31, 32をペース 21, 22にこのように埋め込み配置 した場合には、それぞれの積層フィルム 1, 2の挟み込み固定のための鋼製口ヅ ドその他の挟持部材が必要になるも、ベースそれ自体を鋼製等とした場合には、 マグネットを挟持部材として用いることができる。

そして、これらのいずれの場合にあっても、ベース 21, 22上に、積層フィ ルム 1 , 2の端部分 1 a, 2 a等の長さを測定する計測手段を配設することが、 印刷柄等の柄合わせのために有効である。

このように構成してなる装置をもって、熱可塑性の延伸べ一スフイルム層、た とえば、二軸延伸ナイロンフィルム層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、二軸 延伸ポリプロピレンフィルム層、二軸延伸ェチレン ·ビニルアルコール共重合物 フィルム層等と、シ一ラント層、たとえば、各種ポリエチレン層、エチレン '酢 酸ビニル共重合体層、無延伸ポリプロピレン、エチレン -ァクリル酸共重合体層、 アイオノマー層等とを具える積層フィルム 1, 2のそれぞれの、先端部分 1 aと 後端部分 2 aとを相互連結するに当っては、はじめに、それそれの端部分 l a, 2aの所要長さを、図 9(a) に示すように、マグネット 31, 32による位置決 め作用の下で、両ベース間へ、延伸ベースフィルム層を相互に対向させた姿勢で 差込み、そして、図 9(b) に示すように、下方側のプヅシャ 24をもって、両フ イルム端部分 l a, 2 aをシーラ 28に押圧しつつ、そのシ一ラ 28を作用させ て、延伸ベースフィルム層 3, 4の相互が合掌状に融着接合される、図 9(c) に 示すような溶断シールをもたらす。

次いで、図 9(c) に示すように、プヅシャ 24を後退変位させて、または後退 変位させることなく、たとえば図 10 (a) に示すように、フィルム後端部分 2 aを、好ましくは、両端部分 l a, 2 a間へ揷入した位置決めゲージ 33によつ て拘束されるまで、両ベース 21, 22間から引き上げ、これにより、延伸べ一 スフイルム層 3, 4の融着接合部 11を上方側の融着シ一ラ 27に正確に対応さ せて位置させる。

この場合、融着接合部 1 1は、この引き上げに伴うベース 2 2との摩擦により 必然的に遅れがちになって、フィルム 1の先端部分 1 a側に折曲げられる姿勢と なる。

そこでその後は、位置決めゲージ 3 3の抜出し下で、上方側のプヅシャ 2 3を 図 1 0 ( b ) に示すように進出変位させて、融着接合部 1 1の一方側のシ一ラン ト層と、フィルム先端部分 1 aのシ一ラント層を十分に密着させるとともに、融 着シ一ラ 2 7を作用させて、それらの両シ一ラント層を十分に融着させて、両積 層フィルム 1, 2の、所期した通りの連結をもたらし、最後に、両端部分 l a, 2 aを、図 1 0 ( c ) に示すように、ベ一ス 1、 2間から引き出すことで、一連 の連結作業を終了する。

図 1 1はこのようにして形成したフィルム連結部の拡大断面を示し、先に述べ たように、図中 3 , 4はそれぞれ延伸べ一スフイルム層を、そして、 5, 6はそ れそれシーラント層を示す。

以上のように連結してなる積層フィルム相互の連結部は、すぐれた気密性およ び液密性はもちろん、高い接合強度をもたらすことができる。

しかも、その連結部は、融着接合部 1 1の他方側に露出するシーラント層の作 用の下で、積層フィルム; U 2の他の部分と同様に、包装袋の製袋に寄与し、包 装袋に必要な引張り強度を十分に実現することができる。

従って、連結部を有する積層フィルムを、たとえば自動充填包装装置に適用し て、それを幅方向に二つ折りするとともに、縦ヒートシール刃で両遊端部分のシ —ラント層を熱融着させながら、そのフィルム内へ被包装物を連続的に、または 間欠的に充填して包装袋を製造する場合に、フィルム連結部が縦横いずれのヒ一 トシ一ル刃に達しても包装装置を一時停止させることは全く不要となる。

ちなみに、延伸ベースクイルム層を、 15 /Π1厚みの二軸延伸ナイロンフィルム 層とし、シ一ラント層を 5 0 ] m厚みのポリエチレン層とした場合における、上 述した連結部の引張り強度は、 1 5 mm幅当り約 3 5 Nとなり、この値は、包装 袋に一般的に要求される引張り強度である 70Nに対して、約半分であるが、充填 時におけるフィルム繋ぎ強さとしては十分な引張り強度である(充填時最適フィ ルムテンションは 15廳幅当りで約 5 0 O mN程度である。)。

また、同連結部の断面を顕微鏡下で 100倍に拡大して見たところ図 1 2に示す 通りとなり、さらには、その連結部の二軸延伸ナイロンフィルム層面およびポリ エチレン層面のそれぞれは、図 1 3 ( a) および図 1 3 ( b ) に示す通りとなり、 とくに、シ一ラント層側については、連結の痕跡は無視し得る程度に小さいこと が確認された。 .

ところで、上述したような連結部の延在方向は、積層フィルム 1 , 2の幅方向 に限定されることなく、その幅方向に対して斜めに延在させることもでき、これ によれば、たとえば、図 3に関連して述べたように、連結した積層フィルムを幅 方向に二つ折りにして、重なり合う遊端部分に縦ヒ一トシールを施すとともに、 フィルムの長さ方向に間隔をおく横ヒートシールを施しつつ、被包装物を充填包 装する場合に、包装袋の前面部分と背面部分との間で、連結部の延在位置を縦ヒ —トシール部の延在方向にずらすことができるので、それらの両部分間で連結部 が重なって位置する場合に比べて、応力集中等を有利に防止して包装袋の強度を より一層高めることができ、併せて、フィルム延在方向の引張力の作用に対し、 連結部の引き剥し分力を有利に低減させることができる。

また、本発明でいう積層フィルムでは、延伸べ一スフイルム層とシ一ラント層 との間に、各種のフィルム層の他、アルミニウム箔、紙、各種蒸着層、塩化ビニ リデン共重合体コート層その他のコ一ティング層をも介在させることができる。 なおここで、積層フィルム 1 , 2が、アルミニウム箔、紙等の溶断不能な中間 層を具える場合には、プヅシャ 2 3, 2 4およびシーラ 2 7, 2 8の下方側に隣 接させて、切断手段、たとえば図 8 ( a) に仮想線で示すように、一方のベース 2 2から他方のベース 2 1に向けて進退変位される剪断刃 3 4と、他方のベース 2 1に形成されて、フィルム端部分 l a, 2 aの剪断に寄与する受刃 3 5を画成 する受容窪 3 6とからなる剪断手段を設けることが好ましく、これによれば、下 方のシ一ラ 2 8が溶断シ一ラであると融着シ一ラであるとにかかわらず、延伸べ —スフィルム層の合掌状の相互接合の後、それに連続するフィルム端部を所期し た通りの位置で確実に切断することで、その後の、ベ一スフイルム層の相互接合 部の折り曲げ融着を、常に一定の融着形態の下で行うことができる。

図 1 4は、プヅシャ機構の他の例を示す略線断面図であり、これは、絶縁体 3 7に配設した上下二個のシ一ラ 2 7, 2 8に対し、それらの両者に共通の一のプ ッシャ 3 8を配設したものであり、たとえば、紙面と直交する方向に 1 5 0 0 m m前後の長さとすることができるそのプヅシャ 3 8の進退作動を司るため、弾性 チューブに代えて複数本のシリンダ 3 9をプヅシャ 3 8に連結したものである。 ここで、弾性チュ一ブの全長にわたる拡径を所要の精度で同期させ得る場合に は、プヅシャ 3 8の長さが長くなつても弾性チューブを採用し得ることはもちろ んである。

このような装置によってもまた、シーラ 2 7, 2 8を交互に作用させることで、 先に述べたと同様の工程の下に、所期した通りの連結部を形成することができる。 ところで、この装置および先に述べた装置のいずれにあっても、シ一ラ 2 7 , 2 8の作用時の線膨張を吸収するための張力手段を、それらの少なくとも各一端 に連結することが好ましい。

なお、図示はしないが、融着接合部 1 1は、積層フィルム 2側に折り曲げてそ こに融着させることもできる。

また、上述した連結構造は、一の積層フィルム 1の先端部と、他の積層フィル ム 2の後端部とを連結する場合のみならず、二枚の積層フィルムのそれぞれの側 部を相互連結する場合にも、適用することができる。

ところでここでは、積層フィルムを、自動充填包装に用いる場合を例として説 明したが、本発明は、一般的な製袋包装用の他、包装用以外の各種の積層フィル ムにも適用できることはもちろんである。

産業上の利用可能性

本発明によれば、積層フィルムの相互連結を、粘着テープ等の連結用資材を用 いることなく行って、すぐれた気密性および液密性をもたらすとともに、高い連 結強度をもたらすことができ、しかも、延伸ベースフィルム層どうしを接合する ことで、フィルム連結部を、積層フィルムの他の部分と同様に機能させて、包装 装置の定常運転状態の下で、それの主要機能部分等の一時停止なしに、装置に通 過させることができるので、その連結部がヒートシール刃等に達する度毎の包装 装置等の一時停止および再稼動を繰返す従来技術に比し、作業能率および効率を ともに大きく向上させることができ、併せて、積層フィルムおよび被包装物の歩 留りをもまた大きく向上させることができる。