JP2009083446A - 合成樹脂製袋の製造方法、及び製袋機 - Google Patents

合成樹脂製袋の製造方法、及び製袋機 Download PDF

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Abstract

【課題】ヒートシールする際に特別強い圧力を必要とせず、且つ製造速度の高速化を図ることができる合成樹脂シート製袋の製造方法を提供する。
【解決手段】合成樹脂シートSから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をヒートシール加工によって封止された袋を製造する製造方法であって、合成樹脂シートSのうち、シールされる部位である被シール部を少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧工程XA,XBと、被シール部押圧工程XA,XBを経ることよって被シール部押圧工程XA,XB前よりも厚み寸法が小さくなった被シール部をヒートシールするヒートシール工程XCとを経るようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、合成樹脂シートから袋を製造する製造方法、及び合成樹脂シートから袋を製造する際に適用される製袋機に関するものである。
従来より、合成樹脂シートから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をシールした袋を製造する方法としては、合成樹脂シートのうちシールされる部位である被シール部に、予め加熱したヒートシールバーを押し付けることによって、被シール部を溶断してシールするヒートシール(例えば特許文献1及び特許文献2参照)と、通電により加熱された通電発熱体を被シール部に押し付けることによって、被シール部を溶断してシールするインパルスシールとが知られている。
しかしながら、インパルスシールは、シール処理を行う毎に、通電発熱体を通電状態と非通電状態との間で切り替える必要があるため、ヒートサイクルが生じ、製造速度の高速化を図ることができないという不具合が生じる。
一方、ヒートシールは、インパルスシールと比較して、ヒートサイクルが発生せず、製造速度の高速化を図ることが可能であるというメリットがある。
特開2001―310399号公報 特開2007―190797号公報
しかしながら、合成樹脂シートが、気泡シートや発泡シートなどの厚みのあるシートである場合、薄手のフィルムシートの場合と比較して被シール部の厚み寸法が大きいため、強い圧力で被シール部を押し付けることが要求され、それに伴って製造速度が低下するという問題が生じる。
一例を挙げると、ヒートシールバーが、エアシリンダの往復動によって被シール部を押圧可能なものであって、シリンダの直径を2倍にした場合には、他の要素(エアー源の圧力、流量等)を考慮しなければ押圧力は単純に4倍となり、強い圧力を発揮するものとなるが、動作スピードと減速比は反比例の関係にあるため、動作スピードは4分の1になる。
また、エアシリンダ方式ではなく、モータ動力とする場合、モータ回転と上下動を担うギアとの関係は回転数とトルク、すなわち減速比が反比例するため、押す力を増大させることで応答速度の低下を招く。
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、ヒートシールする際に強い圧力を必要とせず、且つ製造速度の高速化を図ることができる合成樹脂製袋の製造方法、及び製袋機を提供することにある。
すなわち、本発明の合成樹脂シート製袋の製造方法は、合成樹脂シートから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をヒートシール加工によって封止された袋を製造する際に適用される製造方法であって、前記合成樹脂シートのうち、シールされる部位である被シール部を少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧工程と、当該被シール部押圧工程を経ることよって被シール部押圧工程前よりも厚み寸法が小さくなった前記被シール部をヒートシールするヒートシール工程とを経ることを特徴とする。
このようなものであれば、シール処理としてヒートシール加工を適用しているため、ヒートサイクルがなく、製造速度の高速化を図れるのはもちろんのこと、ヒートシールする前段階で被シール部を予め押圧する工程を経る態様であるため、ヒートシール工程の段階では、被シール部が押し潰されている又は脆弱なものとなっており、したがって、ヒートシール工程では、潰れた又は脆くなった被シール部を溶断可能な圧力さえ確保すればよく、比較的弱い圧力であっても被シール部を簡単且つ的確にヒートシールすることができ、優れたシール強度を維持しながら製袋速度の高速化を有効に図ることができる。
特に、前記ヒートシール工程の前に、前記被シール部押圧工程を複数回経るようにすれば、被シール部を複数回押圧することとなり、緩衝性・反発性の高い気泡部を有する気泡シートや厚手の発泡シートであっても、ヒートシール処理を行う前に被シール部を確実に押し潰しておくことができ、ヒートシール工程におけるヒートシール処理を的確に行うことができる。
さらに、前記被シール部押圧工程において前記被シール部を押圧する被シール部押圧機構が、熱を帯びる熱部材を用いて前記被シール部を溶融しながら押圧するものであれば、被シール部押圧機構が単純に押圧するものである態様と比較して、弱い圧力であっても被シール部を容易に押し潰すことができ、製造速度の高速化に資する。この場合、被シール部押圧機構が、被シール部を押圧しながら溶着させるいわばヒートシール機構として機能し、このことは、本発明の製造方法が、前記ヒートシール工程を経る前に、被ヒール部を押圧しながら溶着させるプレシール工程を経ることを意味する。このように、ヒートシール工程の前に、プレシール工程を経るという技術的思想を採用することにより、これらヒートシール工程及びプレシール工程がそれぞれ弱い圧力で被シール部を押圧するものであっても、種々の合成樹脂シートの被シール部を的確にシールすることができる。
前記合成樹脂シートの一例としては、キャップ状の突起を多数設けたキャップシートと、平坦なバックシートとを貼り合わせてなる気泡シートが挙げられる。
また、本発明の製袋機は、合成樹脂シートから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をヒートシール加工によって封止された袋を製造する際に適用されるものであって、前記合成樹脂シートのうちシールされる部位である被シール部を少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧機構と、当該被シール部押圧機構により押圧された前記被シール部をヒートシールするヒートシール機構とを備えていることを特徴とする。
このようなものであれば、上述と略同様の効果、すなわち、シール処理としてヒートシール加工を適用しているため、ヒートサイクルがなく、製造速度の高速化を図れるのはもちろんのこと、ヒートシール機構によってシール加工を施すに先立って、被シール部押圧機構によって被シール部を押圧する態様であるため、ヒートシール機構に高い圧力が要求されず、被シール部押圧機構によって押圧され厚み寸法が小さくなった被シール部を、ヒートシール機構により簡単且つ的確にヒートシールすることができ、製袋速度の高速化及びシール強度の向上を有効に図ることができるという効果を奏する。しかも、強い圧力に耐え得るようにヒートシール機構全体を頑丈な構造にする必要がないため、ヒートシール機構のメカロス増大に起因する応答速度の低下という不具合も回避することができる。
殊に、前記被シール部押圧機構を、合成樹脂シートの流れ方向に沿って所定距離離間させて複数設けていれば、これら複数の被シール部押圧機によって被シール部を複数回繰り返し押圧することにより、被シール部を確実に押し潰すことができ、ヒートシール機構により被シール部を的確にヒートシールすることができる。
加えて、前記被シール部押圧機構が、前記被シール部を溶融し得る熱を帯びた熱部材を備え、当該熱部材によって前記被シール部を押し付けながら溶融するものであれば、被シール部押圧機構が単純に押圧するものである態様と比較して、弱い圧力であっても被シール部を簡単に押し潰すことができ、製造速度の高速化に資する。この場合、被シール部押圧機構が、被シール部を押圧しながら溶着させるいわばヒートシール機構として機能し、このことは、製袋機が、複数のヒートシール機構を備え、これら複数のヒートシール機構のうち、合成樹脂シートの流れ方向に沿った最も下流側に設けたヒートシール機構が被シール部を完全に溶断してシールするものであり、上流側に設けた他のヒートシール機構が被ヒール部を押圧しながら溶着させるプレシール機構として機能するものである、と言える。このように、複数のヒートシール機構に、それぞれ役割を与え、被シール部を段階的にプレスしながら溶着して最後に溶断するという技術的思想を採用することにより、これら各ヒートシール機構がそれぞれ弱い圧力で被シール部を押圧するものであっても、被シール部を確実にヒートシールすることができ、種々の合成樹脂シートに対応可能なものとなる。
本発明の製袋機は、以上のような構成を有するため、合成樹脂シートが、キャップ状の突起を多数設けたキャップシートと、平坦なバックシートとを貼り合わせてなる気泡シートであっても所定の被シール部を容易且つ強固にシールすることができる。
以上説明したように本発明によれば、ヒートシールする際に強い圧力を必要とせず、且つ製造速度の高速化を図ることができる合成樹脂製袋の製造方法、及び製袋機を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。
本実施形態に係る製袋機Xは、合成樹脂シートSを供給する合成樹脂シート供給機構(図示省略)と、合成樹脂シート供給機構から供給された合成樹脂シートSのうちシールされる部位である被シール部SAを厚み方向に押圧する被シール部押圧機構XA、XBと、被シール部押圧機構XA、XBにより押圧された被シール部SAを溶断してシールするヒートシール機構XCと、ヒートシール機構XCにより被シール部SAをシールされ、合成樹脂シート供給機構から供給される合成樹脂シートSとの連続性を断ち切られることによって完成品となる袋Bを所定の回収スペースへ排出する袋排出機構XDとを備えたものである。
本実施形態では、合成樹脂シートSとして、図2に示すように、キャップ状の突起を多数設けたキャップシートS1と、平坦なバックシートS2とを貼り合わせてなり、これらキャップシートS1とバックシートS2との間に多数の気泡部Saを有する気泡シートを適用している。
合成樹脂シート供給機構は、ロール状に巻いた合成樹脂シートSを二つ折りにした状態で被シール部押圧機構(第1の被シール部押圧機構XA、第2の被シール部押圧機構XB)に送り出すものである。
被シール部押圧機構XA、XBは、被シール部SAを厚み方向に押圧するものであり、本実施形態では、合成樹脂シートSの流れ方向に沿って複数の被シール部押圧機構(第1の被シール部押圧機構XA、第2の被シール部押圧機構XB)を所定距離離間させて設けている。以下では、相対的に上流側に設けた被シール部押圧機構を第1の被シール部押圧機構XAと称し、相対的に下流側に設けた被シール部押圧機構を第2の被シール部押圧機構XBと称す。
これら第1の被シール部押圧機構XA、及び第2の被シール部押圧機構XBは略同一の構造である。具体的には、第1の被シール部押圧機構XA、及び第2の被シール部押圧機構XBは、合成樹脂シートSの厚み方向に沿って往復動可能な本発明の熱部材たる熱バー(第1の熱バーXA1、第2の熱バーXB1)と、熱バー(第1の熱バーXA1、第2の熱バーXB1)との間に合成樹脂シートSを挟み込む得る熱バー受け台(第1の熱バー受け台XA2、第2の熱バー受け台XB2)とを備えたものである。
各熱バーXA1、XB1は、合成樹脂シートSの巾方向(換言すれば流れ方向に直交する方向)に延びる概略板状をなし、合成樹脂シートSの巾寸法よりも大きい巾寸法を有するものである。各熱バーXA1、XB1は、先端部(下端部)を合成樹脂シートSに押し付け可能な押圧位置(P1)と、先端部を合成樹脂シートSから離間させた非押圧位置(P2)との間で移動可能なものである。なお、熱バーXA1、XB1は図示しない駆動源によって駆動される。また、本実施形態の熱バーXA1、XB1は、図1に示すように、先端部の形状を、先細り形状とし、先端をフラットな面に設定している。つまり、本実施形態の熱バーXA1、XB1は、先端部を略台形状に設定している。これら熱バーXA1、XB1は、通電により加熱するヒータを内蔵し、合成樹脂シートSの融点以上の温度に昇温する。
各熱バー受け台XA2、XB2は、熱バーXA1、XB1と略同じ巾寸法を有する概略板状のものであり、熱バーXA1、XB1の先端部が接触し得る上端部をフラットな面に設定している。
これら第1の被シール部押圧機構XA、及び第2の被シール部押圧機構XBは、静止体である熱バー受け台XA2、XB2に対して可動体である熱バーXA1、XB1が接離する方向に所定の可動領域内で往復動し得るように設定されている。
ヒートシール機構XCは、合成樹脂シートSの厚み方向に沿って往復動可能なヒートシールバーXC1と、ヒートシールバーXC1との間に合成樹脂シートSを挟み込み得るヒートシールバー受け台XC2とを備えたものである。
ヒートシールバーXC1は、合成樹脂シートSの巾方向に延びる概略板状をなし、合成樹脂シートSの巾寸法よりも大きい巾寸法を有するものである。ヒートシールバーXC1は、先端部(下端部)を被シール部SAに押し付けながら、合成樹脂シートSを溶断してシール可能な溶断シール位置(P1)と、先端部を合成樹脂シートSから離間させた非溶断シール位置(P2)との間で移動可能なものである。なお、ヒートシールバーXC1は図示しない駆動源によって駆動される。また、本実施形態のヒートシールバーXC1は、先端部の形状を、前記熱バーXA1、XB1と略同一形状に設定している。ヒートシールバーXC1は、通電により加熱するヒータを内蔵し、合成樹脂シートSの融点以上の温度に昇温する。
ヒートシールバー受け台XC2は、ヒートシールバーXC1と略同じ巾寸法を有する概略ロール状のものであり、図示しない駆動源によって、合成樹脂シートSの流れ方向に向かって回動する。このヒートシールバー受け台XC2は、ヒートシールバー受け台XC2の少なくとも表面部(換言すればヒートシールバーXC1の先端部と接触し得る部位)を冷却するための冷却部を内蔵している。
ヒートシール機構XCは、回動するヒートシールバー受け台XC2に対してヒートシールバーXC1が接離する方向に所定の可動領域内で往復動し得るように設定されている。
袋排出機構XDは、ヒートシール機構XCの下流側に配された一対の排出コンベアXD1を備えたものである。
また、本実施形態に係る製袋機Xは、合成樹脂シート供給機構と被シール部押圧機構(具体的には第1の被シール部押圧機構XA)との間に設けられ、合成樹脂シートSを被シール部押圧機構XA、XBに向かって送り出す一対の送り出しロールXEと、送り出しロールXEから送り出された合成樹脂シートSにテンションを与えて弛みの無い状態にするためのダンサ機構XFとを備えている。
さらに、本実施形態の製袋機Xは、第1の被シール部押圧機構XAの上流側に設けた一対の上流側ロールXGと、第2の被シール部押圧機構XBの下流側に設けた一対の下流側ロールXHと、袋排出機構XDの下流側に設けた一対の加速ロールXIとを備えている。
次に、この製袋機Xを用いて合成樹脂シートSから袋Bを製造する工程、及び作用について、袋Bの製造工程を模式的に示す図3〜図5を参照して説明する。
先ず、合成樹脂シート供給機構から合成樹脂シートSが二つ折りにされた状態で供給され、送り出しロールXEによって第1の被シール部押圧機構XAに送り出される。そして、ダンサ機構XFによってたるみの無い状態となった合成樹脂シートSのうち被シール部SAが、第1の被シール部押圧機構XAに到達した時点で、送り出しロールXEの回転動作が停止し(図3(a)参照)、この状態で第1の被シール部押圧機構XAの第1の熱バーXA1が非押圧位置(P2)から押圧位置(P1)に移動し、合成樹脂シートSの被シール部SAのみを溶融しながら押圧する(図3(b)参照)。次いで、第1の熱バーXA1が押圧位置(P1)から非押圧位置(P2)へ移動し、その後、送り出しロールXEが回転して、合成樹脂シートSが下流側に所定距離送り出され、被シール部SAが、第2の被シール部押圧機構XBに到達した時点で、送り出しロールXEの回転が停止する(図3(c)参照)。この状態で、第2の熱バーXB1が非押圧位置(P2)から押圧位置(P1)に移動し、合成樹脂シートSの被シール部SAのみを再度溶融しながら押圧する(図4(d)参照)。このようにして被シール部押圧機構XA、XBを通過する過程で、合成樹脂シートSのうち被シール部SAに存在する気泡部Saは溶融して押し潰された状態となり、合成樹脂シートSのうち当該被シール部SAの厚み寸法は、被シール部押圧機構XA、XBを通過する前の状態と比較して格段に薄いものとなる。
続いて、送り出しロールXEが回転し、合成樹脂シートSが下流側に所定距離送り出され、被シール部SAが、ヒートシール機構XCに到達した時点で、送り出しロールXEの回転が停止する(図4(e)参照)。この状態で、ヒートシール機構XCのヒートシールバーXC1が非溶断シール位置(P2)から溶断シール位置(P1)に移動し、合成樹脂シートSの被シール部SAを溶断するとともに、厚み方向に対向する合成樹脂シートS同士を融着する(図4(f)参照)。
引き続いて、ヒートシールバーXC1が溶断シール位置(P1)から非溶断シール位置(P2)に移動し、上流側の合成樹脂シートS、換言すれば原反となる合成樹脂シートSから切断され(図5(g)参照)、外縁部のうち側縁部に相当する部位をシールされた袋Bが袋排出機構XDの排出コンベアXD1により下流側に排出され、所定の回収スペースに回収される。
なお、本実施形態では、図6に示すように、原反となる合成樹脂シートSを二つ折りにし、当該折り部が袋Bの底部B1として機能するとともに、合成樹脂シートSの流れ方向に沿って所定距離離間した位置に設定された被シール部SAをヒートシール処理によって封止することによって、二箇所の被シール部SAが袋Bの両側縁部B2となり、折り部に対向する外縁部が開口部B3となる袋Bが製造される。なお、図6では、説明の便宜上、袋Bのうちヒートシール処理が施された部位にパターンを付している。
このように、本実施形態に係る製袋機Xは、シール処理としてヒートシール加工を適用しているため、ヒートサイクルがなく、製造速度の高速化を図れるのはもちろんのこと、ヒートシール機構XCによってシール加工を施す前に、被シール部押圧機構XA、XBによって被シール部SAを押圧する態様であるため、ヒートシール機構XCに強い圧力が要求されず、被シール部押圧機構XA、XBによって押圧され厚み寸法が小さくなった被シール部SAを、ヒートシール機構XCにより簡単且つ的確にヒートシールすることができ、製袋速度の高速化及びシール強度の向上を有効に図ることができる。
しかも、強い圧力に耐え得るようにヒートシール機構XC全体を頑丈な構造にする必要もないため、ヒートシール機構XCのメカロス増大を招来することなく、応答速度の低下という不具合も回避することができる。
特に、被シール部押圧機構XA、XBを、合成樹脂シートSの流れ方向に沿って所定距離離間させて設けているため、これら複数の被シール部押圧機構XA、XBによって被シール部SAを繰り返し押圧することにより、緩衝性や反発性の高い気泡部Saを有する合成樹脂シートSであっても被シール部SAを確実に押し潰すことができ、ヒートシール機構XCにより被シール部SAを的確にヒートシールすることができる。
加えて、被シール部押圧機構XA、XBが、被シール部SAを溶融し得る熱を帯びた熱バーXA1、XB1を備えたものであるため、被シール部押圧機構が単に押圧するだけのものである態様と比較して、各被シール部押圧機構XA、XBが適切な圧力で被シール部SAを押圧するものであっても当該被シール部SAを確実に押し潰すことができ、製造速度の高速化に資する。この場合、被シール部押圧機構XA、XBが、被シール部SAを押圧しながら溶着させるいわばヒートシール機構として機能し、このことは、製袋機Xが、複数のヒートシール機構を備え、これら複数のヒートシール機構のうち、合成樹脂シートの流れ方向に沿った最も下流側に設けたヒートシール機構XCが被シール部SAを完全に溶断してシールするものであり、上流側に設けた他のヒートシール機構XA、XBが被ヒール部SAを押圧しながら溶着させるプレシール機構として機能するものである、と言える。このように、複数のヒートシール機構XA、XB、XCによって被シール部SAを段階的にプレスしてシールするという技術的思想を採用することにより、これら各ヒートシール機構XA、XB、XCが弱い圧力で被シール部SAを押圧するものであっても、当該被シール部SAを確実に溶断してシールすることができ、種々の合成樹脂シートに対応可能なものとなる。
また、本実施形態に合成樹脂製袋の製造方法は、合成樹脂シートSのうち、シールされる部位である被シール部SAを少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧工程と、被シール部押圧工程を経ることよって被シール部押圧工程前よりも厚み寸法が小さくなった被シール部SAをヒートシールするヒートシール工程とを経るため、上述と略同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
例えば、製袋機が3以上の被シール部押圧機構を備えたものであっても構わない。換言すれば、ヒートシール工程の前に、被シール部押圧工程を3回以上経る製造方法であってもよい。
被シール部押圧機構が、被シール部を溶融する機能を有さず、被シール部を厚み方向に押圧するだけのものであってもよい。また、被シール部押圧工程が、シールされる部位である被シール部を厚み方向に押圧するだけの工程であってもよい。
前記実施形態における熱バー、ヒートシールバーの先端形状は、円弧状や、或いは先端まで先細りにした略V字状であってもよい。
また、合成樹脂シートとして、キャップシートの頂面側にライナーシートを貼り合わせた3層状の気泡シートや、或いは気泡シート以外のシート、例えば発泡シートのような厚手のシートを適用してもよい。
また、前記実施形態では、合成樹脂シートを二つ折りにした状態でヒートシールする態様を例示したが、それぞれ別体の合成樹脂シートを厚み方向に重ねた状態でヒートシールする態様であっても構わない。
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
本発明の一実施形態に係る製袋機を一部省略して示す模式図。 同実施形態における合成樹脂シートの側面図を模式的に示す図。 同実施形態における袋の製造工程を模式的に示す図。 同実施形態における袋の製造工程を模式的に示す図。 同実施形態における袋の製造工程を模式的に示す図。 同実施形態における袋を模式的に示す図。
符号の説明
S…合成樹脂シート
SA…被シール部
X…製袋機
XA、XB…被シール部押圧機構(第1の被シール部押圧機構、第2の被シール部押圧機構)
XA1、XB1…熱部材(第1の熱バー、第2の熱バー)
XC…ヒートシール機構

Claims (8)

  1. 合成樹脂シートから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をヒートシール加工によって封止された袋を製造する製造方法であって、
    前記合成樹脂シートのうち、シールされる部位である被シール部を少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧工程と、
    当該被シール部押圧工程を経ることよって被シール部押圧工程前よりも厚み寸法が小さくなった前記被シール部をヒートシールするヒートシール工程とを経ることを特徴とする合成樹脂製袋の製造方法。
  2. 前記ヒートシール工程の前に、前記被シール部押圧工程を複数回経る請求項1記載の合成樹脂製袋の製造方法。
  3. 前記被シール部押圧工程において前記被シール部を押圧する被シール部押圧機構が、前記被シール部を溶融し得る熱を帯びた熱部材を備え、当該熱部材によって前記被シール部を押圧しながら溶融するものである請求項1又は2記載の合成樹脂製袋の製造方法。
  4. 前記合成樹脂シートが、キャップ状の突起を多数設けたキャップシートと、平坦なバックシートとを貼り合わせてなる気泡シートである請求項1、2又は3記載の合成樹脂製袋の製造方法。
  5. 合成樹脂シートから、外縁部のうち少なくとも一方向に開口する開口部以外の全部位又は所定部位をヒートシール加工によって封止された袋を製造する製袋機であって、
    前記合成樹脂シートのうちシールされる部位である被シール部を少なくとも厚み方向に押圧する被シール部押圧機構と、
    当該被シール部押圧機構により押圧された前記被シール部をヒートシールするヒートシール機構とを備えていることを特徴とする製袋機。
  6. 前記被シール部押圧機構を、合成樹脂シートの流れ方向に沿って所定距離離間させて複数設けている請求項5記載の製袋機。
  7. 前記被シール部押圧機構が、前記被シール部を溶融し得る熱を帯びた熱部材を備え、当該熱部材によって前記被シール部を押圧しながら溶融するものである請求項5又は6記載の製袋機。
  8. 前記合成樹脂シートが、キャップ状の突起を多数設けたキャップシートと、平坦なバックシートとを貼り合わせてなる気泡シートである請求項5、6又は7記載の製袋機。
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