JP2006341437A - ヒートシール金型およびヒートシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラスチックバッグを製造するためのヒートシール金型およびヒートシール装置であって、ヒートシール部のシール強度を向上でき、ヒートシール部における破損を一層低減することが出来るヒートシール金型およびヒートシール装置を提供する。
【解決手段】 ヒートシール金型（１）は、バッグ内側寄りの角部（１Ｒ）が曲面に形成された加熱面（１ｓ）を有し、当該加熱面は角部（１Ｒ）に沿う縁部（１０）をシール用受金（３）に対して後退させた２段構造に構成される。また、ヒートシール装置は、上記のヒートシール金型（１）と冷却金型（２）とを備え、冷却金型（２）は、バッグ内側寄りの角部（２Ｒ）が曲面に形成された冷却面（２ｓ）を有し、当該冷却面は角部（２Ｒ）に沿う縁部（２０）をシール用受金（３）に対して後退させた２段構造に構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ヒートシール金型およびヒートシール装置に関するものであり、詳しくは、インフレーションチューブ等のプラスチックシート積層体から医療用や医薬品用のプラスチックバッグを製造するためのヒートシール金型およびヒートシール装置に関するものである。

医療用や医薬品用のプラスチックバッグは、ヒートシール装置を使用し、例えば、インフレーションチューブ等の帯状のプラスチックシート積層体をヒートシールすることにより製造される。そして、バッグ本体のトップシール部にはポートが加熱溶着される。
特開平７−２６５３７８号公報

図７は、従来のヒートシール装置に使用されるヒートシール金型および冷却金型の主要部ならびにプラスチックバッグのヒートシール部を模式的に示す縦断面図である。上記ヒートシールにおいては、先ず、図７（ａ）に示す様に、基台としてのシール用受金（３）の表面にあてがったプラスチックシート積層体（７）に対し、トップシール部およびボトムシール部に相当する平面形状のヒートシール金型（９１）の加熱面（９１ｓ）を押し付けることにより、積層されたシート同士を溶着する。次いで、図７（ｂ）に示す様に、ヒートシール金型（９１）の加熱面（９１ｓ）と略同様の平面形状の冷却金型（９２）の冷却面（９２ｓ）を押し付けることにより、溶着部分を冷却固化し、トップシール部およびボトムシール部を形成する。

なお、上記のヒートシール装置においては、プラスチックシート積層体（７）にヒートシール金型（９１）及び冷却金型（９２）を押し付けた際にプラスチックシートを損傷させない様に、各金型（９１）及（９２）は、各々、バッグ内側寄りの角部（９１ｒ）及び（９２ｒ）が曲面に形成された加熱面（９１ｓ）及び冷却面（９２ｓ）を備えている（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。

ところで、プラスチックバッグを製造する際のヒートシールにおいては、図７（ａ）に示す様に、ヒートシール金型（９１）を押し付けた場合、加熱面（９１ｓ）直下のヒートシール部の体積膨張した溶融樹脂が金型の角部（９１ｒ）に沿って突出し、所謂バンク（７ｂ）が形成される。他方、加熱面（９１ｓ）と反対側のバンク（７ｂ）の基部は、シートの配向が残存しているため、シート製造時の残留応力により、冷却に伴って僅かに没入して薄肉化する。更に、図７（ｂ）に示す様に、冷却金型（９２）を押し付けた場合、バンク（７ｂ）が薄肉部に重なって当該薄肉部がシート内部に潜り込み、しわ状の脆弱部（７ｃ）が形成される。その結果、図７（ｃ）に示す様に、プラスチックバック（８Ｂ）に液体を充填した場合、シートの拡張により脆弱部（７ｃ）を起点に破れ易くなる。すなわち、従来の金型により製造されたプラスチックバック（８Ｂ）は、液体充填後にヒートシール部において所謂エッジ切れや伸び切れが発生し易いと言う問題がある。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、プラスチックバッグを製造するためのヒートシール金型およびヒートシール装置であって、ヒートシール部のシール強度を向上でき、ヒートシール部における破損を一層低減することが出来るヒートシール金型およびヒートシール装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明では、ヒートシール金型の加熱面を２段構造に構成し、バッグ内側寄りの角部に沿う縁部を後退させることにより、加熱の際に体積膨張する樹脂の逃げ代として加熱面の縁部を機能させ、これにより、ヒートシール部におけるバンクの発生を出来る限り抑制し、バンク基部の薄肉化を防止する様にした。

また、本発明では、ヒートシール装置において上記のヒートシール金型と共に使用される冷却金型の冷却面を上記と同様に２段構造に構成し、バッグ内側寄りの角部に沿う縁部を後退させると共に、冷却面の縁部をヒートシール金型の加熱面の縁部よりも幅広に構成し、しかも、冷却面の段差を加熱面の段差よりもバッグ外側寄りに位置させることにより、冷却の際に冷却面の押付けによって更に拡がるヒートシール部の逃げ代として冷却面の縁部を機能させ、これにより、微小バンクが生じていた場合でもその埋没を防止し且つヒートシール部を平坦化する様にした。

すなわち、本発明の第１の要旨は、プラスチックシート積層体からプラスチックバッグを製造するためのヒートシール金型であって、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された加熱面を有し、かつ、当該加熱面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成されていることを特徴とするヒートシール金型に存する。

また、本発明の第２の要旨は、プラスチックシート積層体からプラスチックバッグを製造するためのヒートシール装置であって、ヒートシール金型と冷却金型とを備え、前記ヒートシール金型は、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された加熱面を有し、かつ、当該加熱面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成され、前記冷却金型は、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された冷却面を有し、かつ、当該冷却面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成され、前記冷却金型の冷却面の縁部は、前記ヒートシール金型の加熱面の縁部よりも幅広に構成され、しかも、前記冷却面における段差は、前記加熱面における段差に対し、バッグ外側寄りに位置していることを特徴とするヒートシール装置に存する。

本発明のヒートシール金型によれば、加熱の際にヒートシール部において体積膨張する樹脂の逃げ代として加熱面の縁部を機能させることにより、バンクの発生を抑制し、バンク基部の薄肉化を防止するため、プラスチックバッグのヒートシール部のシール強度を向上でき、ヒートシール部における破損を一層低減することが出来る。また、本発明のヒートシール装置によれば、ヒートシール金型において、上記の様にバンクの発生を抑制し且つバンク基部の薄肉化を防止すると共に、冷却金型において、冷却の際に冷却面の押付けによって更に拡がるヒートシール部の逃げ代として冷却面の縁部を機能させることにより、微小バンクが生じていた場合でもその埋没を防止し且つヒートシール部を平坦化するため、ヒートシール部のシール強度を一層向上することが出来る。

本発明に係るヒートシール金型およびヒートシール装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るヒートシール金型ならびに本発明に係るヒートシール装置に使用されるヒートシール金型および冷却金型の外観を示す加熱面および冷却面側から見た平面図である。図２は、本発明に係るヒートシール金型ならびに本発明に係るヒートシール装置のヒートシール金型および冷却金型の主要部の構造を示す部分的な縦断面図である。図３は、本発明に係るヒートシール金型によるヒートシール操作における作用を示す部分的な縦断面図であり、図４は、本発明に係るヒートシール装置に使用される冷却金型による冷却操作における作用を示す部分的な縦断面図である。図５は、本発明に係るヒートシール装置の概要を示す側面図およびヒートシール金型と冷却金型の配置を示す正面図である。また、図６は、プラスチックバッグの一例の外形を示す平面図である。

先ず、本発明によって得られるプラスチックバックについて説明する。プラスチックバックは、図６に符号（８）で示されており、医療用の輸液バッグ、液体医薬品の包装用バッグ、飲料包装用バッグ等、液状物を収容するバッグとして使用される。斯かるプラスチックバック（８）は、平面形状（内容物充填前の扁平形状）を通常は略方形に形成されたバック本体（８１）とポート（８５）とから構成される。

バック本体（８１）は、図１に示す様なヒートシール金型（１）によりプラスチックシート積層体（７）にヒートシールを施して作製される。プラスチックシート積層体（７）としては、インフレーションチューブまたは独立の２枚のシートを重ね合わせた積層体が使用されるが、インフレーションチューブを使用した場合には、図１（ａ）に示す様なヒートシール金型（１）を使用して２方シールを施すことにより、平行な２辺部をトップシール部とボトムシール部で封止されたバック本体が得られ（図示省略）、また、２枚のシートから成る積層体を使用した場合には、図１（ｂ）に示す様なヒートシール金型（１）を使用して４方シールを施すことにより、４辺部をそれぞれトップシール部（８２）、ボトムシール部（８３）及びサイドシール部（８４）で封止されたバック本体（８１）が得られる（図６参照）。

ポート（８５）は、バック本体（８１）に液状物を充填し且つバック本体（８１）から液状物を排出するためのパイプ状の口部材であり、その一端に栓部材を取付可能な構造部を備えている。ポート（８５）は、バック本体（８１）を製作した後、当該バック本体のトップシール部（８２）の例えば中央に形成されたポート装着穴に挿入され、ポート溶着用金型（図示省略）を使用してトップシール部（８２）に溶着される。なお、バック本体（８１）の平面寸法（充填前の平面寸法）は、用途によっても異なるが、一般的には充填容量が５００ｍｌの場合で１４〜１６ｃｍ×２４〜２６ｃｍ程度である。

バック本体（８１）の構成材料としては、オレフィン系樹脂が使用され、層構成は、単層または複層であってもよい。上記のオレフィン系樹脂としては、ポリエチレンとポリプロピレン系ポリマーが代表的である。ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンと線状低密度ポリエチレンの混合物、低密度ポリエチレンとメタタロセン触媒を使用して得られる低密度ポリエチレンとの混合物、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの混合物、高密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンとメタタロセン触媒を使用して得られる低密度ポリエチレンとの混合物、低密度ポリエチレンとポリオレフィン系エラストマーの混合物などが挙げられる。また、ポリプロピレン系ポリマーとしては、ポリプロピレンの他、ポリプロピレンとメタタロセン触媒を使用して得られるポリプロピレンの混合物、オレフィン系特殊共重合軟質樹脂を含むポリプロピレンターポリマー、ポリプロピレンとポリオレフィン系エラストマーの混合物などが挙げられる。

ポート（８５）は、射出成形によって一体的に形成され、その構成材料としては、射出成形可能で且つバック本体（８１）に溶着可能な上記と同様の樹脂が使用される。なお、本発明において、バック本体（８１）（プラスチックシート積層体（７））を構成するシートにはフィルムが含まれ、その１枚の厚さは、強度、加工性、コストなどの観点から、通常は１５０〜４００μｍ、好ましくは２００〜３００μｍとされる。

次に、上記のプラスチックシート積層体（７）からプラスチックバック（８）を製造するための本発明のヒートシール金型（１）（図１参照）及びヒートシール装置（１Ａ）（図５参照）について説明する。本発明のヒートシール金型（１）は、前述のヒートシールに使用される金型であり、通常、ロータリー方式のヒートシール装置（図示省略）又は図５に示す様なライン方式のヒートシール装置（１Ａ）に組み込まれて後述の冷却金型（２）と共に使用される。すなわち、上記の各方式のヒートシール装置は、ヒートシール金型（１）と冷却金型（２）とを備えて成る。以下、ヒートシール装置と共にヒートシール金型（１）について説明する。

上記のロータリー方式のヒートシール装置は、外周面に基台としてのシール用受金が一定間隔で多数配置されたローターと、当該ローターの外周側で且つシール用受金に対応する位置に一定間隔で配置されたヒートシール金型（１）及び冷却金型（２）とを備え、ローターを一方向に回転させる間、シール用受金の表面に逐次供給されたプラスチックバック（８）１つ分に相当する材料としてのプラスチックシート積層体（７）に対し、ヒートシール金型（１）及び冷却金型（２）を順次に押し付けることにより、バック本体（８１）を製造する様になされている。また、ローターの外周側には、印刷機構やポート溶着機構が設けられ、バック本体（８１）を製造した後は、必要に応じてバック本体（８１）に印刷を施し、ポート（８５）を溶着する様になされている。

これに対し、図５（ａ）に示す様に、ライン方式のヒートシール装置（１Ａ）は、原反ロールから連続的に供給される帯状のプラスチックシート積層体（７）にヒートシールを施す装置であり、通常、複数台が直線的に配置される。各ヒートシール装置（１Ａ）は、縦横の装置配置ついては適宜に設計し得るが、例えば、上面にシール用受金（３）が配置された装置架台（４）と、シール用受金（３）の上方に昇降可能に配置されたヒートシール金型（１）と、ヒートシール金型（１）とシール用受金（３）の間の高さで且つ進退可能にシール用受金（３）の側方に配置された冷却金型（２）とを備え、シール用受金（３）の表面に供給されたプラスチックシート積層体（７）に対し、ヒートシール金型（１）を押し付けてヒートシールを行い、次いで、ヒートシール部に冷却金型（２）を押し付けてヒートシール部を冷却する様になされている。

具体的には、図５（ｂ）に示す様に、ヒートシール金型（１）は、内部に加熱手段としてのヒーター又は熱媒体流路が配置された金型基台（１２）に設けられ、金型基台（１２）は、鉛直に配置されたシリンダー装置などの駆動機構（５）の先端の水平で且つ昇降可能な金型支持板（１１）の下面にヒートシール金型（１）を下方に向けて取り付けられる。従って、ヒートシール金型（１）は、駆動機構（５）を作動させて下降させることにより、シール用受金（３）の表面のプラスチックシート積層体（７）に押し当てることが出来る。なお、ヒートシール金型（１）の温度は、金型基台（１２）内部の加熱手段の制御により、通常、プラスチックシート積層体（７）の融点よりも３０〜７０℃高い温度、例えば低密度ポリエチレンの場合で１５５〜１９５℃程度に設定される。

また、図５（ｂ）に示す様に、シール用受金（３）の側方には、ヒートシール金型（１）によって溶着されたプラスチックシート積層体（７）のヒートシール部を効率的に冷却するための冷却金型（２）が配置される。冷却金型（２）は、一定温度を保つため、加熱装置および冷却装置を備えた温度調節手段としての冷却水循環器に管路で接続されることにより、内部に冷却水を循環可能に構成されて金型基台（２２）に取り付けられる。そして、金型基台（２２）は、水平に配置されたシリンダー装置などの駆動機構（６）の先端の水平な金型支持板（２１）の下面に冷却金型（２）を下方に向けて取り付けられる。

更に、金型支持板（２１）は、弾性部材が挿入された支持部材（６１）を介して駆動機構（６）の先端に取り付けられており、金型支持板（２１）及び冷却金型（２）は、前記の弾性部材によって上方に付勢されることにより、常時、ヒートシール金型（１）とシール用受金（３）の間の一定の高さに保持されている。そして、金型支持板（２１）の上面側外周部には、上記のヒートシール金型（１）の金型支持板（１１）に係合するヘッドピン（６２）が突設されている。

従って、図５（ｃ）に示す様に、冷却金型（２）は、ヒートシール金型（１）が上昇している際に駆動機構（６）を作動させて前進させることにより、シール用受金（３）の上方に位置させることが出来、そして、ヒートシール金型（１）側の駆動機構（５）を作動させ、金型支持板（１１）と共にヘッドピン（６２）を介して下降させることにより、シール用受金（３）の表面のプラスチックシート積層体（７）に押し当てることが出来る。なお、冷却金型（２）の温度は、通常、プラスチックシート積層体（７）の融点よりも８０〜１２０℃程度低い温度、例えば２０〜６０℃程度に設定される。

上記の様なロータリー方式のヒートシール装置およびライン方式のヒートシール装置（１Ａ）において使用されるヒートシール金型（１）としては、２方シールを施すための図１（ａ）に示す様な平面形状のもの、または、４方シールを施すための図１（ｂ）に示す様な平面形状のものが挙げられる。

図１（ａ）に示す２方シール用のヒートシール金型（１）は、金型基台（１２）の表面にそれぞれ突設されたトップシール構成部（１ａ）及びボトムシール構成部（１ｂ）とから成る。トップシール構成部（１ａ）は、ポート（８５）装着用のポート挿入穴を形成するため、ポート挿入穴に相当する部位を欠落させた形状の２分割構造を有し、各分割部分の平面形状を略Ｌ字状に形成される。そして、各分割部分のバック本体（８１）の肩口に相当する入隅部およびポート挿入穴の立上り部分に相当する出隅部は、前記の肩口および立上り部分における破袋強度を高めるために円弧状に形成される。

また、ボトムシール構成部（１ｂ）は、平面形状を略扁平な凹状に形成される。そして、バック本体（８１）底部の両角部に相当する入隅部は、前記の両角部における破袋強度を高めるために円弧状に形成される。なお、トップシール構成部（１ａ）及びボトムシール構成部（１ｂ）には、溶着熱量を軽減するための例えば方形状の開口が設けられ、ボトムシール構成部（１ｂ）の中央には、吊下げ用の穴を形成するために円形の開口が設けられる。

一方、図１（ｂ）に示す４方シール用のヒートシール金型（１）は、金型基台（１２）の表面に突設され且つ相互に連続するトップシール構成部（１ａ）、ボトムシール構成部（１ｂ）及びサイドシール構成部（１ｃ）とから成る。すなわち、図１（ｂ）に示すヒートシール金型（１）は、上記の図１（ａ）に示すヒートシール金型（１）と同様の分割構造のトップシール構成部（１ａ）とボトムシール構成部（１ｂ）とを２つのサイドシール構成部（１ｃ）で繋いだ構造を備えている。換言すれば、図１（ｂ）に示すヒートシール金型（１）は、上部が開口する略扁平なＣ字状の平面形状を有する。

更に、図１（ａ）に示すヒートシール金型（１）と同様に、図１（ｂ）に示すヒートシール金型（１）においても、バック本体（８１）の肩口に相当する入隅部、ポート挿入穴の立上り部分に相当する出隅部、バック本体（８１）底部の両角部に相当する入隅部は、破袋強度を高めるために円弧状に形成される。そして、トップシール構成部（１ａ）及びボトムシール構成部（１ｂ）には上記と同様の各開口が設けられる。なお、ヒートシール金型（１）の加熱面（１ｓ）は、ヒートシールの繰返しによる溶融樹脂の付着を防止するため、フッ素系樹脂で被覆されているのが好ましい。また、同様の理由により、シール用受金（３）の表面も、フッ素系樹脂で被覆されているのが好ましい。

本発明においては、プラスチックシート積層体（７）にヒートシールを施す際、プラスチックバック（８）の各ヒートシール部（トップシール部（８２）、ボトムシール部（８３）、サイドシール部（８４））の内縁（８６）（図６参照）に相当する部位におけるバンクの発生を抑制し、バンク基部の薄肉化を防止するため、図２に示す様に、ヒートシール金型（１）は、バッグ内側寄りの角部（１Ｒ）が曲面に形成された加熱面（１ｓ）を有し、かつ、加熱面（１ｓ）は、バッグ内側寄りの角部（１Ｒ）に沿う縁部（１０）をシール用受金（３）に対して後退させた２段構造に構成される。図１において符号（１０）で示す部分がバッグ内側寄りの角部（１Ｒ）に沿う縁部である。

具体的には、図２に示す様に、ヒートシール金型（１）のバッグ内側寄りの角部（１Ｒ）は、加圧時のプラスチックシート積層体（７）への損傷を防止するために曲面に形成され、その曲率半径（Ｒ_１）は、シートの厚さの１００〜１０００％に設定される。また、加熱面（１ｓ）において、シール用受金（３）に対して他の部位よりも後退する（図面上は上方に位置する）縁部（１０）の幅（Ｗ_１）はシートの厚さの１５０〜１３００％に設定され、縁部（１０）の後退深さ（ｔ_１）（段差の深さ）はシートの厚さの５〜２５％に設定される。

ヒートシール金型（１）においては、加熱面（１ｓ）を上記の様な２段構造に構成することにより、プラスチックシート積層体（７）にヒートシール金型（１）を押し付けた際、加圧力を損なうことなく、シート表面の溶融樹脂の逃げ代を確保できる。

更に、ヒートシール金型（１）は、プラスチックシート積層体（７）に押し付ける際の位置制御により、シール用受金（３）に対する加熱面（１ｓ）の接近最小距離（ｄ_１）（ヒートシール金型（１）の加熱面（１ｓ）とシール用受金（３）の最も接近する距離）をシートの厚さ（１枚分の厚さ）の１８０〜２００％に設定される。これにより、プラスチックバック（８）のヒートシール部を必要以上に薄肉化することなく、十分な溶着強度を得ることが出来る。

また、上記の様な各方式のヒートシール装置において使用される冷却金型（２）は、前述の温度設定の違い、平面寸法およびシール用受金（３）に対する接近距離の僅かな違いを除き、前述のヒートシール金型（１）と同等の平面形状を有する。すなわち、冷却金型（２）としては、２方シールを施す場合には図１（ａ）に示す様な平面形状のもの、４方シールを施す場合には図１（ｂ）に示す様な平面形状のものが使用される。図１中の括弧内の符号が冷却金型およびその構成要素を示す。

図１（ａ）に示す２方シール用の冷却金型（２）は、金型基台（２２）の表面にそれぞれ突設されたトップシール冷却部（２ａ）及びボトムシール冷却部（２ｂ）とから成り、図１（ｂ）に示す４方シール用の冷却金型（２）は、金型基台（２２）の表面に突設され且つ相互に連続するトップシール冷却部（２ａ）、ボトムシール冷却部（２ｂ）及びサイドシール冷却部（２ｃ）とから成る。上記の各部位の形状的特徴はヒートシール金型（１）におけるのと同様である。なお、冷却金型（２）の冷却面（２ｓ）は、錆の付着を防止するため、フッ素系樹脂またはクロームメッキ層で被覆されている必要がある。

本発明においては、ヒートシール直後に冷却を施す際、各ヒートシール部（トップシール部（８２）、ボトムシール部（８３）、サイドシール部（８４））の内縁（８６）（図６参照）に微小バンクが生じていた場合でもその埋没を防止し且つ前記の内縁（８６）を平坦化してその強度を一層高めるため、図２に示す様に、冷却金型（２）は、バッグ内側寄りの角部（２Ｒ）が曲面に形成された冷却面（２ｓ）を有し、かつ、冷却面（２ｓ）は、バッグ内側寄りの角部（２Ｒ）に沿う縁部（２０）をシール用受金（３）に対して後退させた２段構造に構成される。図１において符号（２０）で示す部分がバッグ内側寄りの角部（２Ｒ）に沿う縁部である。

具体的には、図２に示す様に、冷却金型（２）のバッグ内側寄りの角部（２Ｒ）は、加圧時のプラスチックシート積層体（７）への損傷を防止するため、ヒートシール金型（１）におけるのと同様に曲面に形成され、その曲率半径（Ｒ_２）は、シートの厚さの１００〜１０００％に設定される。また、冷却面（２ｓ）において、シール用受金（３）に対して他の部位よりも後退する（図面上は上方に位置する）縁部（２０）の幅（Ｗ_２）はシートの厚さの２５０〜２１００％に設定され、縁部（２０）の後退深さ（ｔ_２）（段差の深さ）はシートの厚さの５〜３０％に設定される。

上記の様に、冷却金型（２）の冷却面（２ｓ）の縁部（２０）は、ヒートシール金型（１）の加熱面（１ｓ）の縁部（１０）よりも幅広に構成されており、しかも、冷却面（２ｓ）における段差の起点（後退した縁部（２０）への立ち下り部分）は、加熱面（１ｓ）における段差の起点（後退した縁部（１０）への立ち下り部分）に対し、バッグ外側寄りに位置している。すなわち、ヒートシール部を形成する際の押付け位置にあるヒートシール金型（１）と、溶着直後のヒートシール部を冷却する際の押付け位置にある冷却金型（２）とを比較した場合、冷却面（２ｓ）の段差の起点位置が加熱面（１ｓ）の段差の起点位置よりもバッグ外側寄りにずれている。そして、加熱面（１ｓ）の段差の起点位置に対する冷却面（２ｓ）の段差の起点位置のずれ量（δ）は、シートの厚さの５０〜２００％に相当する大きさに設定されている。

冷却金型（２）においては、冷却面（２ｓ）の縁部（２０）を加熱面（１ｓ）の縁部（１０）よりも幅広に構成し且つ冷却面（２ｓ）の段差を加熱面（１ｓ）の段差よりもバッグ外側寄りにずらすことにより、冷却面（２ｓ）の押付けによって更に拡がるヒートシール時の体積膨張部分（ヒートシール部の内縁（８６））の逃げ代を確保できる。

また、通常は、溶着直後のヒートシール部の内縁（８６）の全面を加圧するため、冷却面（２ｓ）における縁部（２０）のバッグ内側寄り端部（角部（２Ｒ））は、加熱面（１ｓ）における縁部（１０）のバッグ内側寄り端部（角部（１Ｒ））に対し、更にバッグ内側寄りに位置している。すなわち、図２に示す様に、ヒートシール部を形成する際の押付け位置にあるヒートシール金型（１）と、溶着直後のヒートシール部を冷却する際の押付け位置にある冷却金型（２）とを比較した場合、冷却面（２ｓ）のバッグ内側寄りの端部が加熱面（１ｓ）のバッグ内側寄りの端部よりもバッグ内側寄りにずれている。換言すれば、冷却金型（２）は、その冷却面（２ｓ）の後退する縁部（２０）により、ヒートシール部の内縁（８６）の全体を覆う様になされている。これにより、ヒートシール部を略完全に平坦化でき、脆弱部が形成されるのを防止することが出来る。

更に、冷却金型（２）は、プラスチックシート積層体（７）に押し付ける際の位置制御により、シール用受金（３）に対する冷却面（２ｓ）の接近最小距離（ｄ_２）（冷却金型（２）の冷却面（２ｓ）とシール用受金（３）の最も接近する距離）をシートの厚さ（１枚分の厚さ）の１７０〜１９５％に設定される。すなわち、冷却金型（２）のシール用受金（３）に対する接近最小距離（ｄ_２）は、前述のヒートシール金型（１）のシール用受金（３）に対する接近最小距離（ｄ_１）に対し、シートの厚さの５〜１５％に相当する距離だけ小さく設定される。これにより、ヒートシール部を薄肉化させることなく且つ効率的に冷却することが出来、しかも、溶着強度を高めることが出来る。

ヒートシール金型（１）の接近最小距離（ｄ_１）と冷却金型（２）の接近最小距離（ｄ_２）との関係を上記の様に設定する理由は次の通りである。すなわち、ヒートシール後に冷却金型（２）を押し付けた場合、ヒートシール部は、樹脂の温度が瞬時に融点よりも低い温度まで下り、軟化状態となるが、その際、接近最小距離（ｄ_１）と接近最小距離（ｄ_２）の差がシートの厚さの５％よりも小さい場合は、ヒートシール部に対する冷却金型（２）の加圧力が小さく、接触強度も小さいため、冷却効果が低く、シート同士の溶着強度も小さくなる。一方、接近最小距離（ｄ_１）と接近最小距離（ｄ_２）の差がシートの厚さの１５％よりも大きい場合は、高い冷却効果を発揮する反面、ヒートシール部が薄肉になる。

本発明のヒートシール金型（１）及びヒートシール装置（１Ａ）における作用効果を図３及び図４により更に具体的に説明すると次の通りである。ヒートシール金型（１）によるバック本体（８１）の製作においては、図３（ａ）に示す様に、シール用受金（３）の表面に配置したプラスチックシート積層体（７）に対し、ヒートシール金型（１）を押し付けてヒートシールを施す。その場合、図３（ｂ）に示す様に、プラスチックシート積層体（７）の表側のシートに対し、ヒートシール金型（１）の加熱面（１ｓ）が僅かに食い込む状態まで、すなわち、接近最小距離（ｄ_１）が上記の範囲となる様にヒートシール金型（１）を押し付け、プラスチックシート積層体（７）を加熱溶融する。

その際、ヒートシール金型（１）の加熱面（１ｓ）が２段構造に構成されており、加熱面（１ｓ）の後退した縁部（１０）は、図３（ｃ）に示す様に、体積膨張するシート表面の溶融樹脂の逃げ代として機能するため、加熱面（１ｓ）直下に形成されるヒートシール部の内縁（８６）におけるバンクの発生抑制することが出来る。あるいは、ヒートシール部の内縁（８６）において形成されるバンクを極めて小さくすることが出来る。その結果、バンク（７ｂ）基部の薄肉化を防止することが出来る。

また、ヒートシール部を形成した後は、図４（ａ）に示す様に、ヒートシール部に冷却金型（２）を押し付けてヒートシール部を冷却固化する。その場合、図４（ｂ）に示す様に、ヒートシール部に対し、冷却金型（２）の冷却面（２ｓ）が僅かに食い込む状態まで、すなわち、接近最小距離（ｄ_２）が上記の範囲となる様に冷却金型（２）を押し付け、ヒートシール部を冷却する。

その際、冷却金型の冷却面が２段構造に構成され、かつ、冷却面の後退した縁部がヒートシール金型の加熱面の縁部よりも幅広に構成され、しかも、冷却面の段差が加熱面の段差よりもバッグ外側寄りに位置しており、冷却面（２ｓ）の後退した縁部（２０）は、冷却の際に冷却面の押付けによって更に拡がるヒートシール部の逃げ代として機能するため、図４（ｂ）に示す様に、ヒートシール部の内縁（８６）を平坦化することが出来る。あるいは、内縁（８６）において仮に微小バンクが生じていた場合でもその埋没を防止でき、内縁（８６）を平坦化することが出来る。その結果、ヒートシール部における脆弱部の発生を防止できる。

従って、本願発明によれば、プラスチックバック（８）のヒートシール部におけるシール強度を向上でき、プラスチックバック（８）に液体を充填した後のヒートシール部の内縁（８６）におけるエッジ切れや伸び切れを防止することが出来る。

本発明に係るヒートシール金型ならびに本発明に係るヒートシール装置に使用されるヒートシール金型および冷却金型の外観を示す加熱面および冷却面側から見た平面図である。 本発明に係るヒートシール金型ならびに本発明に係るヒートシール装置に使用されるヒートシール金型および冷却金型の主要部の構造を示す部分的な縦断面図である。 本発明に係るヒートシール金型によるヒートシール操作における作用を示す部分的な縦断面図である。 本発明に係るヒートシール装置に使用される冷却金型による冷却操作における作用を示す部分的な縦断面図である。 本発明に係るヒートシール装置の概要を示す側面図およびヒートシール金型と冷却金型の配置を示す正面図である。 プラスチックバッグの一例の外形を示す平面図である。 従来のヒートシール装置に使用されるヒートシール金型および冷却金型の主要部ならびにプラスチックバッグのヒートシール部を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

１Ａ：ヒートシール装置
１ ：ヒートシール金型
１０：加熱面の縁部
１Ｒ：バッグ内側寄りの角部
１ｓ：加熱面
２ ：冷却金型
２０：冷却面の縁部
２Ｒ：バッグ内側寄りの角部
２ｓ：冷却面
３ ：シール用受金
７ ：プラスチックシート積層体
８ ：プラスチックバック
８１：バック本体
８２：トップシール部
８３：ボトムシール部
８４：サイドシール部
８５：ポート
ｄ_１：シール用受金に対する接近最小距離
ｄ_２：シール用受金に対する接近最小距離
Ｒ_１：角部の曲率半径
Ｒ_２：角部の曲率半径
ｔ_１：縁部の後退深さ
ｔ_２：縁部の後退深さ
Ｗ_１：縁部の幅
Ｗ_２：縁部の幅
δ ：段差のずれ量

Claims (6)

1. プラスチックシート積層体からプラスチックバッグを製造するためのヒートシール金型であって、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された加熱面を有し、かつ、当該加熱面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成されていることを特徴とするヒートシール金型。
2. 加熱面の縁部の後退深さがシートの厚さの５〜２５％に設定されている請求項１に記載のヒートシール金型。
3. 加熱面がフッ素系樹脂で被覆されている請求項１又は２に記載のヒートシール金型。
4. プラスチックシート積層体からプラスチックバッグを製造するためのヒートシール装置であって、ヒートシール金型と冷却金型とを備え、前記ヒートシール金型は、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された加熱面を有し、かつ、当該加熱面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成され、前記冷却金型は、バッグ内側寄りの角部が曲面に形成された冷却面を有し、かつ、当該冷却面は前記角部に沿う縁部をシール用受金に対して後退させた２段構造に構成され、前記冷却金型の冷却面の縁部は、前記ヒートシール金型の加熱面の縁部よりも幅広に構成され、しかも、前記冷却面における段差は、前記加熱面における段差に対し、バッグ外側寄りに位置していることを特徴とするヒートシール装置。
5. ヒートシール金型の加熱面における縁部の後退深さがシートの厚さの５〜２５％に設定され、冷却金型の冷却面における縁部の後退深さがシートの厚さの５〜３０％に設定され、かつ、前記冷却面の段差の起点位置が前記加熱面の段差の起点位置よりもシートの厚さの５０〜２００％に相当する大きさだけバッグ外側寄りにずれている請求項４に記載のヒートシール装置。
6. 加熱面がフッ素系樹脂で被覆され、冷却面がフッ素系樹脂またはクロームメッキ層で被覆されている請求項４又は５に記載のヒートシール装置。

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