JP2012200804A

JP2012200804A - 複合積層シート断裁装置

Info

Publication number: JP2012200804A
Application number: JP2011065948A
Authority: JP
Inventors: Masao Tsurusaki; 政雄津留▲崎▼
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】複合包材シート、特に中間層に紙シート層、片面又は両面側に樹脂フィルム層など硬度や剛度の異なる異質フィルムを積層した複合積層包材シートの断裁において、塵や紙粉の発生を防止し抑制して、包装容器製造時における製造機の汚損や製品の仕上がり品質の低下など製造トラブルを解消することにある。
【解決手段】複合積層シートＡをシート加熱手段７、８に導入し、該シートＡ表面又は／及び裏面を加熱して、その表面側又は／及び裏面側の表層にある樹脂フィルム層２を加熱により柔軟化した後、断裁手段Ｂに導入して、該断裁手段Ｂに搭載する刃部加熱手段１１ａ、１２ａにて加熱された刃部にて前記シートＡを断裁する。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂フィルムなど硬質フィルムと繊維質フィルムなど軟質フィルムの互いに硬度や剛度の異なる異質フィルムを積層した複合積層シートの断裁装置に関する。

一般に液体包装用のパック容器を構成する包材シートとして使用する加工シートには、単一素材の合成樹脂フィルム層を１乃至多層に積層した積層シートや、紙シートなど繊維質フィルム層に、耐水性の樹脂コーティング薄膜層や、合成樹脂フィルム層を積層した複合素材による積層シートが使用されている。

特に液体包装用容器の角筒状の紙パックやブリック状の紙パックに使用されている包材シートには、通常、図３（ａ）に示すように、紙シート１の片面に紙シートとは硬度や剛度の異なる合成樹脂フィルム２を積層した複合素材による積層シートＡ、あるいは図３（ｂ）に示すように、紙シート１の両面に合成樹脂フィルム２、あるいは紙シート１の一面に合成樹脂フィルム２を他面にアルミニウム箔３をそれぞれ積層した硬度や剛度の異なる複合素材による積層シートＡが使用される。

この包材シートに使用される複合積層シートＡは、容器製造前の段階では長尺状の巻取ロールの形態であるため、容器に製造加工する際には、容器製造機の機上適性よく導入して容器加工するために、この巻取ロール状の複合積層シートＡをシータ（断裁機）又は容器製造機の包材シートフィーダーにある断裁手段にて、所定のサイズの枚葉状の積層シートＡとしてシート断裁している。

このような紙パック等の包材シートに使用されている硬度や剛度の異なる異質フィルムの複合素材による複合積層シートＡのロールからシートへの断裁においては、図４（ａ）に示すような一対の上刃１１と下刃１２（ロータリー式又はレシプロ式）の刃先の摺接内面の摺接によるシータ（断裁機）などの断裁手段Ｂを用いて断裁する。

例えば、包材シートに使用される複合積層シートＡとしては、図３（ｂ）に示すように容器内面層の合成樹脂フィルム２（又はアルミニウム箔３）と、中間層（基材層）の紙シート１（又は紙シート１とアルミニウム箔３）と、容器外面層の合成樹脂フィルム２とから構成されている。

そのため、図４（ａ）に示す断裁手段Ｂの上刃１１と下刃１２との間に導入された複合積層シートＡは、その紙シート１層に対して、その表面側にある合成樹脂フィルム２層の方が、材質的に硬度や剛度が高い場合、断裁時の上刃１１と下刃１２のそれぞれ刃先の摺接内面の摺接時には、断裁手段Ｂの各々刃先は、中間層の軟らかい紙シート１よりもその上層（表面）にある硬い合成樹脂フィルム２から断裁抵抗を受け易い傾向があり、軟らかい紙シート１の表層（表面）にある硬い合成樹脂フィルム２に最初に当接する上刃１１は特にその硬い合成樹脂フィルム２から強い断裁抵抗を受ける傾向がある。

そのために、断裁手段Ｂの一対の上刃１１と下刃１２のうち、初期に表層の硬い合成樹脂フィルム２層に当接し、対峙する刃先と摺接して断裁する一方の刃（ここでは上刃１１）の刃先の摺接面が、その断裁抵抗により、瞬時に他方の刃（ここでは下刃１２）の摺接面から僅かに逃げるように撓んで変形し、図４（ａ）に示すように断裁時に、上刃と下刃（受刃）の各々刃先の摺接面ｅに隙間ｄが発生して、結果的に表層の硬い合成樹脂フィルム２層の下層にある軟らかい中間層の紙シート１層（パルプ繊維層）を引きちぎるように
断裁する現象が発生して、断裁精度を低下させる。

そのため図４（ｂ）に示すように、断裁後の複合積層シートＡの中間層にある軟らかい紙シート１層からはシート断裁による塵や紙粉が発生して、塵や紙粉による包装容器製造時における製造機の汚損や製品の仕上がり品質の低下など製造トラブル発生の一因となっている。

特開平９−１９３０８７号公報

本発明の課題は、複合包材シート、特に中間層に紙シート層、片面又は両面側に樹脂フィルム層など硬度や剛度の異なる異質フィルムを積層した複合積層包材シートの断裁において、塵や紙粉の発生を防止し抑制して、包装容器製造時における製造機の汚損や製品の仕上がり品質の低下など製造トラブルを解消することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、複合積層シートを導入し、該シート表面又は／及び裏面を加熱して、その表面側又は／及び裏面側にある樹脂フィルム層を加熱により柔軟化するシート加熱手段と、加熱後の複合積層シートを導入して、前記シート加熱手段にて熱せられた状態の前記シートを断裁する断裁手段とを備えることを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、複合積層シートを導入し、該シート表面又は／及び裏面を加熱して、その表面側又は／及び裏面側にある樹脂フィルム層を加熱により柔軟化するシート加熱手段と、加熱後の複合積層シートを導入して該シートを断裁する断裁手段と、該断裁手段の刃部を加熱する刃部加熱手段とを備え、前記シート加熱手段にて熱せられた状態の前記シートを、前記刃部加熱手段にて加熱された刃部を用いて断裁することを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２に係る複合積層シート断裁装置において、前記加熱手段及び断裁手段に導入する複合積層シートは、ロール状長尺の複合積層シートであることを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１又は２に係る複合積層シート断裁装置において、前記加熱手段及び断裁手段に導入する複合積層シートは、枚葉状の複合積層シートであることを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至４のいずれか１項に係る複合積層シート断裁装置において、前記シート加熱手段は、電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、超音波加熱方式のいずれかによる手段であることを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１乃至４のいずれか１項に係る複合積層シート断裁装置において、前記刃部加熱手段は電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、超音波加熱方式のいずれかによる手段であることを特徴とする複合積層シート断裁装置である。

本発明の複合積層シート断裁装置によれば、断裁対象の複合積層シートを断裁する前に予め該複合積層シートを加熱することにより、該積層シートを構成する積層素材のうち、加熱にて柔軟性を帯びる硬い素材を柔軟化することにより、断裁時に断裁手段の上刃と下刃（受刃）が受ける断裁抵抗力を低下させることができ、さらに断裁対象の複合積層シートを断裁する前に予め断裁手段の刃部（上刃と下刃（受刃））を予め加熱して、断裁時に加熱にて柔軟性を帯びる硬い素材を、加熱した上刃と下刃（受刃）とにより柔軟化させることにより、断裁時に断裁手段の刃部（上刃と下刃（受刃））が受ける断裁抵抗力を低下させることができ、硬い積層素材を柔軟化することにより、断裁時における上刃と下刃（受刃）の各々刃先が受ける断裁抵抗力を低下させ緩和させることができる。

また、断裁手段の刃部（上刃と下刃（受刃））を予め加熱することにより、加熱された刃部が複合積層シートを断裁した時点において、シート表面又は表裏両面の加熱により柔軟になった樹脂層の切断端縁が、シート中間層にある紙粉の発生し易い紙層の切断端面を被覆するように巻き込まれて固化し、紙層切断端面からの紙粉の発生を抑制する効果がある。

また本発明の複合積層シート断裁装置によれば、上刃と下刃（受刃）の各々刃先が受ける断裁抵抗力が低下し緩和することにより、断裁時の上刃と下刃（受刃）の歪みが減少して、歪みによる上刃と下刃（受刃）の各々刃先の摺接面の隙間の発生を防止し、また、その摺接面に発生する隙間の数値を抑制することが可能になり、複合包材シート、特に中間層に紙シート層、片面又は両面側に樹脂フィルム層など硬度や剛度の異なる異質フィルムを積層した複合積層包材シートの断裁におけるシートからる塵や紙粉の発生を防止し、抑制することが可能になり、包装容器製造時における製造機の塵や紙粉による汚損や、製品の仕上がり品質の低下など製造トラブルを解消することが可能になるものである。

（ａ）は本発明の複合積層シート断裁装置を説明するレシプロ方式断裁装置の概要全体側面図、（ｂ）はそのロータリ方式断裁装置の概要全体側面図。（ａ）は本発明の複合積層シート断裁装置を説明する断裁装置の部分概要全体側面図、（ｂ）はその断裁装置により断裁された複合積層シートの側断面図。（ａ）、（ｂ）は複合積層シートの側断面図。（ａ）は従来の複合積層シート断裁装置を説明する側断面図、（ｂ）は従来の複合積層シート断裁装置により断裁された複合積層シートの側断面図。

本発明の注出口付き包装袋の実施の形態を、以下に詳細に説明すれば、包材シートなどの複合積層シートは、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すようなものであり、複合積層シート（巻取りロール状、枚葉シート状）を、シート加熱手段に導入して、該シート表面、又は／及び、その裏面を加熱し、その表面側又は／及び裏面側に積層されているシート表層の硬い樹脂フィルム層を加熱して柔軟化する。

続いて、前記複合積層シートを断裁手段の刃部に導入して、最初にまず、シート表層の柔軟化した硬い樹脂フィルム層を断裁し、さらにシート下層を順次断裁して、前記複合積層シートを、所定サイズの枚葉状のシートに断裁するものである。

前記複合積層シートは、断裁手段のレシプロ（上下反復移動）方式又はロータリー（回転）方式の刃部の一対の対向する上刃と下刃（受刃）の各刃先間に導入されて、上刃と下刃（受刃）の各刃先の離間距離を縮小させながら、各刃先の各々垂直面を摺接させてシート状に断裁される。

本発明においては、前記断裁手段の刃部を構成する上刃と下刃（受刃）のいずれか一方又は両方は、非加熱（非加温）状態であってもよいし、あるいは刃部加熱手段にて加熱（加温）された状態であってもよい。

前記シート加熱手段及び刃部加熱手段によるシート、刃部の加熱方式は、電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、超音波加熱方式のいずれでもよく、シート加熱手段による複合積層シート表層にある硬い素材層（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂フィルム層、あるいは可塑剤無添加の合成樹脂層）の加熱温度、及び刃部加熱手段による刃部の加熱温度は、硬い素材層の軟化温度（ガラス転移点）以下であって、４５℃〜軟化温度（ガラス転移点）未満以上が適当である。

本発明の複合積層シート断裁装置を、図１（ａ）に示す装置の概要側面図に基づいて、以下に詳細に説明すれば、巻き出し支軸４に支持された巻取ロール状の複合積層シートＡがインフィードロール５、５と、アウトフィードロール９、９にて巻き出され、平行に配列されたコンベアロール６、６、６、・・・上に導入されて、その複合積層シートＡの表面側若しくは裏面側、又は表裏両面側にあるシート加熱手段７、８にて、その複合積層シートＡの表層に積層されている加熱にて柔軟化する硬い素材層（熱可塑性合成樹脂フィルム２層）を柔軟化する。

続いて、巻き出された複合積層シートＡは、シート加熱手段７、８を通過後、巻き出し先端部側の複合積層シートＡが、レシプロ方式の断裁手段Ｂ（刃部加熱手段１１ａ、１２ａを備えていてもよい）に導入されて、その断裁手段Ｂの刃部を構成する上刃１１と下刃（受刃）１２の各刃先の間に導入された後、上刃１１と下刃（受刃）１２の各刃先の摺接面ｅを刃部のレシプロ動作により摺接動作させて、各刃先の間に導入された、表層が柔軟化した硬い素材層（熱可塑性合成樹脂フィルム２層）からなる巻き出し先端部側の複合積層シートＡは、摺接面ｅに隙間ｄを発生させずに、所定サイズの枚葉シート状の複合積層シートに断裁されて、アウトフィードロール９、９にて排出されてデリバリＣにスタックされる。

なお、レシプロ方式の断裁手段Ｂは、インフィードロール５、アウトフィードロール９による複合積層シートＡの間欠フィードと、上刃１１と下刃（受刃）１２のいずれか一方又は両方の上下動作によりシート断裁するものであるが、断裁手段Ｂは、インフィードロール５、アウトフィードロール９による複合積層シートＡの連続フィードと、上刃１１と下刃（受刃）１２のいずれか一方又は両方の上下動作によるシート断裁が円滑にできるように、複合積層シートＡのフィード方向（水平方向）に往復移動が可能な構造としてもよい。

本発明の複合積層シート断裁装置を、図１（ｂ）に示す装置の概要側面図に基づいて、以下に詳細に説明すれば、巻き出し支軸４に支持された巻取ロール状の複合積層シートＡがインフィードロール５、５と、アウトフィードロール９、９にて巻き出され、コンベアロール６、６、６、・・・上に導入されて、その複合積層シートＡの表面側若しくは裏面側、又は表裏両面側にあるシート加熱手段７、８にて、その複合積層シートＡの表層に積層されている加熱にて柔軟化する硬い素材層（熱可塑性合成樹脂フィルム２層）を柔軟化する。

続いて、巻き出された複合積層シートＡは、シート加熱手段７、８を通過後、巻き出し先端部側の複合積層シートＡが、ロータリー方式の断裁手段Ｂ（刃部加熱手段１１ａ、１２ａを備えていてもよい）に導入されて、その断裁手段Ｂの刃部を構成する上刃１１と下刃（受刃）１２の各刃先の間に導入された後、上刃１１と下刃（受刃）１２の各刃先の摺接面ｅを刃部のロータリー動作により摺接動作させて、各刃先の間に導入された、表層が柔軟化した硬い素材層（熱可塑性合成樹脂フィルム２層）からなる巻き出し先端部側の複合積層シートＡは、摺接面ｅに隙間ｄを発生させずに、所定サイズの枚葉シート状の複合積層シートに断裁されて、アウトフィードロール９、９にて排出されてデリバリＣにスタックされる。

本発明装置により複合積層シートを断裁した時の上刃１１と下刃（受刃）１２の各刃先には、変形や歪みが発生せず、図２（ａ）に示すように、その各刃先の摺接面ｅには、隙間が発生せず、その摺接面ｅに発生する隙間ｄは限りなくｄ≒０になる。

そして、複合積層シートＡは、図２（ｂ）に示すように、硬い素材層と軟らかい素材層は、隙間ｄの無い摺接面ｅに沿って断裁部ｆにて断裁されて、引きちぎりや紙粉などの発生が無く、美麗に断裁されるものである。

また、断裁手段の刃部（上刃と下刃（受刃））を予め加熱することにより、加熱された刃部が複合積層シートを断裁した時点において、図２（ｃ）に示すように、複合積層シートＡのシート表面又は表裏両面の加熱により柔軟になった樹脂層２の切断端縁２ａが、シート中間層にある紙粉の発生し易い紙層１の切断端面１ａを被覆するように巻き込まれて固化する。そのため、紙層１の切断端面１ａからの紙粉の発生、紙粉の飛散を切断端縁２ａにより抑制することができる。

なお、前記シート加熱手段７、８、及び刃部加熱手段１１ａ、１２ａによるシート、刃部の加熱方式は、電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、あるいは超音波加熱方式のいずれでもよく、シート加熱手段７、８による複合積層シートＡの表層にある硬い素材層（例えば熱可塑性合成樹脂フィルム２層）の加熱温度、及び刃部加熱手段１１ａ、１２ａによる刃部の加熱温度は、硬い素材層の軟化温度（ガラス転移点）以下であって、４５℃〜軟化温度（ガラス転移点）未満以上が適当である。

Ａ…複合積層シート
Ｂ…断裁手段
Ｃ…デリバリ（スタッカ）
ｄ…間隔
ｅ…上下刃摺接面
１…紙シート層
１ａ…紙シート切断端面
２…合成樹脂フィルム層
２ａ…合成樹脂フィルム切断端面
３…アルミニウム箔層
４…巻取ロール支軸
５…インフィードロール
６…コンベアロール
７、８…シート加熱手段
９…アウトフィードロール
１１…上刃
１１ａ…上刃加熱手段
１２…下刃（受刃）
１２ａ…下刃加熱手段

Claims

複合積層シートを導入し、該シート表面又は／及び裏面を加熱して、その表面側又は／及び裏面側にある樹脂フィルム層を加熱により柔軟化するシート加熱手段と、加熱後の複合積層シートを導入して、前記シート加熱手段にて熱せられた状態の前記シートを断裁する断裁手段とを備えることを特徴とする複合積層シート断裁装置。
複合積層シートを導入し、該シート表面又は／及び裏面を加熱して、その表面側又は／及び裏面側にある樹脂フィルム層を加熱により柔軟化するシート加熱手段と、加熱後の複合積層シートを導入して該シートを断裁する断裁手段と、該断裁手段の刃部を加熱する刃部加熱手段とを備え、前記シート加熱手段にて熱せられた状態の前記シートを、前記刃部加熱手段にて加熱された刃部を用いて断裁することを特徴とする複合積層シート断裁装置。
前記加熱手段及び断裁手段に導入する複合積層シートは、ロール状長尺の複合積層シートであることを特徴とする請求項１又は２記載の複合積層シート断裁装置。
前記加熱手段及び断裁手段に導入する複合積層シートは、枚葉状の複合積層シートであることを特徴とする請求項１又は２記載の複合積層シート断裁装置。
前記シート加熱手段は、電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、超音波加熱方式のいずれかによる手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の複合積層シート断裁装置。
前記刃部加熱手段は、電熱ヒータ方式、高周波加熱方式、超音波加熱方式のいずれかによる手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の複合積層シート断裁装置。