JP2012508663A - プラスチックバッグに熱溶着をおこなって立体形状を形成するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２以上の互いに引っ付いた積層プラスチックシートの継ぎ目に沿ってパターンを刻み込むシステムおよび方法を提供することにある。
【解決手段】その方法は、（ｉ）積層プラスチックシートの選択された領域の表面を所定温度に加熱し、（ｉｉ）パターン形成のために、複数のフィンガーを備えた金型で加圧し、再び表面を加熱する。本願のシステムの溶着ヘッドは、パターンを刻み込む先端の尖ったフィンガーを備えた少なくとも１つの金型を備える。溶着ヘッドは、積層プラスチックシートを加圧するために、フィンガーを備えた加圧部を備える。溶着された積層プラスチックシートに特徴的な三次元パターンを形成するために、溶着ヘッドは、第１の金型のフィンガーがはめ込まれる凹所を備えた第２の金型を備え、独立して温度調節ができる。上記のように開封明示包装を提供できる。
【選択図】図８

Description

本発明は、一般的にはプラスチックバッグに関するものであり、特に熱溶着によるプラスチックシートへの立体形状の形成、包装袋の製造、および開封明示包装に関するものである。

ポリエチレンのようなプラスチック樹脂で形成された開封明示包装は、市場でよく見かけられる。一般的に、１枚の薄いプラスチックシートを折りたたんでできた開放端、または２枚の薄いプラスチックシートを順番に重ねてできた端部が、熱溶着により相互に接合される。開封明示の機能を持たせるために、連続線が接合された継ぎ目に沿ってプリントされる。通常の熱溶着は、２枚のプラスチックシートを重ねて挟んで、加熱する。図１〜５に従来の溶着ステーションの断面図を示す。これらのステーションは、包装袋の端を熱溶着する。ポリエチレンでできた薄いシートや同様の発泡プラスチックシートなどの柔軟な積層プラスチックを溶着するために特に適している一組の溶着ステーションを図１に示す。溶着ヘッド１２は、その間に２枚の重ね合わせたプラスチックシートを配置して、そのシートを挟み込み、電熱線１０に短パルスの電流を流して、プラスチックシートを加熱する。溶着ヘッド１２の熱容量は、各加熱するためのパルスの終わりで、継ぎ目を冷却するために高くなっている。しかし、溶着するのに適した温度に昇温するために時間を必要とし、全パルスによる加熱は１分間に少しの溶着がおこなえるだけの低溶着率である。

他の方法として、溶着率を高めるために常に一定の温度を維持する溶着ヘッドが図２の溶着ステーション１４で示される。溶着ヘッド１６は、その溶着ヘッド１６に組み込まれた電熱器１８に定電流を流し、適温に熱せられる。相互にくっついたシートは、ステーション１４を通過する軌道（図示せず）に沿って、溶着ヘッドの横方向に移動される。ステーション１４の隣にクーラントの流れる類似のヘッドを備えた他のステーション（図示せず）を備え、冷却のために幅広の継ぎ目を形成するように加圧する。相互にくっついたシートは、次のステーションで、継ぎ目の領域内でラインを形成するようにしてカットされ、個々のバッグに分割される。そのような方法は、熱によって溶着される内部に層を有するラミネートシートに最適である。薄いプラスチックシートを貼り付けるために最も普及した方法が、図３の溶着ステーションでおこなわれる。発熱エレメント２１で適温を維持された溶着ヘッド２０は、ベース２２で２枚の重ね合わされた薄いプラスチックシートを保持し、その間、同時に所定時間加圧する。両方のプラスチックシートは、刃２４で一緒にカットされる。継ぎ目は放熱手段によって冷却され、熱は周囲の大気に熱伝導される。柔軟で薄いプラスチックシートを溶着するために特に適した他の方法が、図４に示す溶着ステーションでおこなわれる。切断と溶着は、溶着ヘッド３０とシリンダー３２の間に薄いプラスチックシート２８を挟み込んで、繰り返し圧力をかけることによっておこなう。溶着ヘッド３０の先端３１はとがっている。先端３１は刃を加熱した状態であり、２枚のプラスチックシートを実質的に溶かす。連続した溶着サイクルの間でシリンダー３２が回転し、シリンダー３２がシートの反対側から、先端３１とで加圧するときに、シートに熱を与える。継ぎ目は、溶着ヘッドが離れたときに、シリンダー３２で冷やされた接続箇所である。この方法は、薄いプラスチックシートのバッグの生産で一般的に使用されている。そのような溶着ステーションは、１分間に数百のバッグが製造できる溶着サイクルで製品を製造する。しかし、それは厚みのあるシートやプラスチック発泡シートでバッグを製造することに適当ではない。高いレートの溶着サイクルに関する他の方が、図５の溶着ステーションでおこなわれる。２枚のプラスチックシート３８が同時に押圧アーム４０と溶着ヘッド４２の間で加圧され、２枚の重ねられたプラスチックシート３８が加熱素子４６に対向する尖った先端４４から力を受ける。このとき、加熱するためのパルスが印加される尖った先端が、２枚の重ねられたシートを切断しながら、切断された両端部に継ぎ目を形成する。

直線的な継ぎ目は、上述した一般的な溶着方法によってできる。開封明示包装の一般的な特徴として、直線的に続く継ぎ目は破れやすい。一般的な密封された開封明示包装は、端を切断して開封し、さらに追加の継ぎ目が検知されにくいように、熱溶着して再び密封することができる。しかし、開封明示包装、開封明示バッグ、またはその両方の端部に沿って熱溶着された継ぎ目に沿って印された明確に区別できるパターンは、このような破壊に対する耐性を高めるためにプラスチックで形成される。そのため、プラスチックシートで製造され、熱溶着で形成した立体形状を有する継ぎ目を備えた開封明示包装やパッケージは、有効である

本発明はプラスチックシートを折り畳み、複数のプラスチックシートを積層し、または積層したプラスチックシートを折り畳み、相互に接続され、熱溶着された継ぎ目を形成する方法であって、ａ．所定の温度で重ね合わされたプラスチックシートの外表面における少なくとも１つの選択された領域を加熱する工程と、ｂ．所定時間間隔で重ね合わされたプラスチックシートを金型で加圧する工程と、を備え、前記金型が加圧面に明確に区別できる幾何学的形状として複数のフィンガーを備え、少なくとも１つの選択された領域の中に少なくとも１つの加圧面が配置され、金型か積層されたプラスチックシートに向けた複数のフィンガーを備えることを特徴とする。

第１の溶着ヘッドは、発泡シートや発泡プラスチックのような柔軟なプラスチックシートの溶着に使用される。しかし、溶着ヘッドは、Tyvek（登録商標）のような熱溶着素材を上手く処理する。第２の溶着ヘッドは、本発明のプラスチックバッグの継ぎ目に沿って２次元、３次元、またはその両方のエンボス加工をおこなうことができる。溶着された継ぎ目は１枚または２枚のシートの継ぎ目の部分を横切るように穴を空けられたり、エンボス加工されたりした特有のパターンを有する。そのようなバッグが継ぎ目の１つに沿って開封された場合、刻み込まれたパターンが破壊される。したがって、そのような継ぎ目の無断開封は、バッグの持ち主に確実に認識される。

従来のプラスチックバッグを熱溶着するための溶着ステーションを示す概略図である。 従来のプラスチックバッグを熱溶着するための溶着ステーションを示す概略図である。 従来のプラスチックバッグを熱溶着するための溶着ステーションを示す概略図である。 従来のプラスチックバッグを熱溶着するための溶着ステーションを示す概略図である。 従来のプラスチックバッグを熱溶着するための溶着ステーションを示す概略図である。 図６Ａは本発明に係る重ねられたプラスチックシートを立体形状に熱溶着するための溶着ヘッドの２つの部分を示す等角図であり、図６Ｂは図６Ａに示される加熱部の断面図であり、図６Ｃは図６Ａに示される加圧部分の断面図である。 図７Ａは本発明に係る好ましい溶着ヘッドの側面図であり、図７Ｂは図７Ａに示す溶着ヘッドの等角図である。 図８Ａと図８Ｂは本発明の好ましい形態に係る開封明示包装の継ぎ目に沿って三次元パターンのエンボス加工するための溶着ヘッドの概略を示す図である。 図９Ａは本発明の他の好ましい形態に係る開封明示包装を製造するために使用されるエンボス加工用ヘッドの等角図であり、図９Ｂは図９Ａに示されるエンボス加工用ヘッドの他の部分を示す概略図である。 図１０Ａ〜Ｃは本発明の３つの異なった好ましい形態に係る３つの開封明示包装の側方図であり、図１０Ｄは本発明の他の好ましい形態に係る開封明示包装の同一部分の側方図である。 本発明の他の好ましい形態に係る開封明示包装の側方図である。 図１２Ａは本発明の他の好ましい形態に係る開封明示包装の側方図であり、図１２Ｂは図１２ＡのＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施形態に係る溶着ヘッドの金型の側面図である。

重ねられたプラスチックシートを熱溶着させて立体形状を形成した継ぎ目を有する本発明の開封明示包装、パッケージ、またはその両方について説明する。本発明の方法に係る熱溶着によって立体形状を形成されたプラスチックバッグ、包装、またはその両方は、１または２枚のプラスチックシートの１層と２層を互いに熱溶着されて立体形状となった継ぎ目の部分を少なくとも備える。溶着された継ぎ目は１枚または２枚のシートの継ぎ目全体にわたって穴を空けられたり、エンボス加工されたりした特有のパターンを有する。そのようなバッグが継ぎ目の１つに沿って開封され、再開された場合、刻み込まれたパターンが破壊される。したがって、そのような継ぎ目の無断開封が、バッグの持ち主に確実に認識される。開封明示包装またはバッグについては、以下の開封明示パッケージで説明する。本発明に係る熱溶着によって立体形状を形成するための溶着ヘッドは２種類である。第１の溶着ヘッドは、発泡シートや発泡プラスチックのような柔軟なプラスチックシートの溶着に使用される。しかし、溶着ヘッドは、Tyvek（登録商標）のような熱溶着素材を上手く処理する。第２の溶着ヘッドは、本発明のプラスチックバッグの継ぎ目に沿って２次元、３次元、またはその両方のエンボス加工をおこなうことができる。その溶着ヘッドは、さらに後述する種々のタイプのプラスチックシートに３次元のエンボスパターンを施すのに使用する。第２の溶着ヘッドのエンボス加工用のヘッドが以下に説明される。

熱溶着で立体形状を形成するための溶着ヘッドは、通常、金型と加熱部を含む。第１の溶着ヘッドは、オプションとして加圧部を含む。加熱部は、重ねられた各層が互いに反発するように圧縮されたとき、相互に熱溶着されてそれぞれの表面を溶かすために予め決められた加熱割合で、積層プラスチックを加熱する。金型は、継ぎ目全体にわたって刻み込まれたパターン、穴の空けられたパターン、またはその両方を形成するために加熱された積層プラスチックを加圧する。加圧部は、積層プラスチックシートをさらに加圧して圧縮し、積層プラスチックシートの継ぎ目全体にわたって刻み込まれた穴同士の間に伝わった余分な熱を放散させるだけでなく、幅を所望のレベルまで収縮させる。後述する内方向は、積層プラスチックシートの端から中心へ向かう方向を意味する。

２つの第１の溶着ヘッドを図６Ａ〜７Ｂに示す。溶着ヘッドの組み立て図を図６Ａに示す。金型５０は、ボディー５１の一表面から同一方向に伸び、２列に並んだ複数のフィンガー５２と、フィンガー５２を２列に分割するプリズム５４からなる。電気ヒーター５６が、ボディー５１の中の長軸方向に伸びた空洞の中に配置される。金型５０は、フィンガーとプリズムの表面を押し当てたときに、その表面で接触加熱をおこなう。金型５０は、溶着ヘッドの加熱部のようになる。フィンガー５２の加圧面は、加熱された積層プラスチックを横切って特徴的パターンを形成するために、点、円、長円、曲線、または多角形の幾何学的形状を有する。同様に、英数字、記号、図形パターンの様に形成された加圧面のフィンガーが本発明に含まれる。突起を伸張された曲線、または直線や曲線に沿って均一な間隔で連続して並べられたフィンガーは、プリズム５４の代わりとなる。連続した突起やフィンガーは、プリズムとして後述する。フィンガーの列は直線である必要はなく、本発明では、曲線になったり小刻みに異なった角度に曲がったりしても良い。１または複数の列が、本発明では、プリズム５４の両サイドに並べられることができる。１または複数のプリズムがボディー５１の一面側に伸張されたフィンガーの列と交互配置になったりならなかったりする。

加圧部５８は、金型５０のフィンガーとプリズムの外形に一致する開口６０を配列したフラットなボディーからなる。全ての開口は、同一方向に突き出し、尖った突起をふちとしている。尖った突起は、金型５０の加熱されたフィンガーとプリズムの外形に対して差があり、その差でできた空間に積層プラスチックを配置して圧力を高めるのに適用される。積層プラスチックは、加圧部の開口の裾広がりの突起と支持面（図示せず）の他に、金型のフィンガーとプリズムの間で挟み込まれる。金型のフィンガーとプリズムは積層プラスチックの反対側でサポートするシリコーンやシリコーンゴムのような柔軟な表面と比較してステンレス鋼のような硬い素材で構成される。しかし、フィンガーとプリズムは、挟み込まれたプラスチックに特徴的なパターンが刻み込まれるために、硬い素材で形成された支持面を、柔軟な素材で形成する場合もある。

図６Ａに示す金型５０と加圧部５８の断面を図６Ｂと図６Ｃにそれぞれ示す。これらの３枚の図面において同じ部分は同一の符号を付している。プリズム５４の尖った先端６３は、プラスチックシートや積層プラスチックシートの一番上の層に熱および力を加えたときに、それをカットする。加圧部は、プラスチックシートの素材および幅によって選択された所定の力で熱溶着による立体形状を形成するために、プラスチックシートに力をかける。加圧部が積層シートに加圧するレベルは、加圧する時間と同様に、継ぎ目全体にわたって刻み込まれるパターンの品質および特徴のために重要である。図示しないバイアススプリング（Biasing springs）がオプションとして金型５０に加圧部５８を接合させる。したがって、金型が積層プラスチックに向けて移動するとき、加熱されたフィンガー５２が加圧部の表面に触れる前に、先ず加圧部５８が挟み込まれたプラスチックを加圧する。加熱のために外形の差で加圧を高めることは、一定レベルで加熱されたプラスチックにかかるテンションを保持し、挟まれたプラスチックの幅が所定レベルに縮小するように積層プラスチックを縮小させる。同様に、金型が積層プラスチックから離れるように移動するとき、冷却部分の収縮を回避し、形成された継ぎ目を良く冷却するために加圧を継続する。

金型のフィンガー、プリズム、またはその両方で形成されるパターンの特徴を以下に説明する。本発明において、それらの特徴は、図形、タイポグラフィカル記号、連続、不連続、破線、点線、直線、曲線に限定されない。その特徴は、積層プラスチックにエンボス加工を施されたり、ミシン目を設けたり、それらの両方をおこなうことである。上述した溶着ヘッドによる継ぎ目に沿って刻み込まれたパターンは、溶着部分を２以上の連続した列としたことを特徴として、それぞれの溶着部分はバッグの端の内部分に配置される。光ファイバーのような薄い物の挿入は、溶着された線の２以上の部分を介してカットしてしまう。

本発明に係る実施形態における第１の溶着ヘッドの金型の側面図および等角図を図７Ａと図７Ｂにそれぞれ示す。両図面で同一部分は同一の符号で示す。金型７０およびマッチング加圧部（図示せず）からなる馬蹄形のような形状の溶着ヘッドは、上述したように開口を形成する裾広がりの突起が連続する。加圧部は、金型７０にバイアススプリングによって接続され、溶着ヘッドが積層プラスチックのほうに移動されるとき、加圧部の開口を形成する裾広がりの膨らみが積層プラスチックに反発されて加圧し、しばらくすると、フィンガーの加圧面がプラスチックの表面に接触する。溶着ヘッドが反対方向に動いたとき、金型のフィンガーが積層プラスチックから離れ、しばらくすると加圧部の先端が積層プラスチックから離れる。内側に曲がったプリズム、フィンガー７２の曲がった配列は連続していて、曲線のプリズム７４の内側に配列される。それらのプリズムのいずれかが回避された溶着ヘッドは本発明に含まれる。英数字記号の形状の表面のフィンガーの他の配列は、両プリズムで形成される痕跡の間にプリントをおこなう。プリズム７４の幅と同様に、フィンガー７２の表面の幅は、いずれかのフィンガー７２とプリズム７４の間の距離に比べて大幅に短くなっている。両プリズムの痕跡は、引き伸ばされたプリズム間の積層プラスチックシートの部分を保持する。そのような伸張は、加圧部が回避された場合に保持される。したがって、選択的および不連続に加熱し、冷却された結果によるねじれ、収縮、またはその両方の部分が、顕著に減少する。付随的な加熱プリントとして、フィンガーの底面と加圧およびさらに加熱されるシートの表面の間に熱変色する薄膜コーティングを配置して、熱溶着する。本発明に係るフィンガーは、他のフィンガーに比べて少し長く、溶着のためにプラスチックシートが金型で加圧されたときにミシン目が形成されるように、とがった先端を備える。ミシン目は、熱せられたフィンガーの接触によって輪切りの継ぎ目で囲まれる。そのような熱印刷、ミシン目、またはその両方は、継ぎ目の特徴を強調する。

継ぎ目に沿って積層プラスチックの両面にエンボス加工された三次元形状のパターンは、開封によって異なったパターンとなり、継ぎ目の再閉が容易に識別される。本発明の異なる２つの最良の形態にしたがって、三次元エンボス加工をおこなうためのエンボス加工用ヘッドの部分を図８Ａ〜図８Ｂにそれぞれ示す。図８Ａにエンボス加工用ヘッド８０を示す。エンボス加工用ヘッド８０は２つの金型８２，８４を備える。加圧面の複数のフィンガーは、フィンガー８５のように、英数字記号のような形状をしており、面８１から同一方向を向いている。図示しない、フィンガーがはめ込まれる凹所が、雌金型８４の表面に配置されている。他に、プリズムやフィンガーに一致または不一致の溝が金型８２と８４の表面にそれぞれ配置されている。フィンガーの表面とフィンガーを囲む凹所の表面とでプラスチックの加熱された表層を伸張し、加圧する。フィンガーとフィンガーの外形の共通形状となる凹所を形成する壁との間に形成された空間は、積層プラスチックで満たされて、三次元形状を形成するために使用される。組み込まれたヒーターおよび温度制御装置（図示せず）は、周知のように、２つの金型の温度を維持するのに使用される。好ましくは金型８２にある熱部の温度は、使用されるプラスチック樹脂の溶着温度を下回る所定の温度内に維持される。他の部分の温度は、所定の温度が維持される。すなわち、溶着ヘッドの加熱部は金型８２と８４を含む。開封明示包装８７のような、バッグの各エッジの継ぎ目８６のような継ぎ目の溶着のために、バッグのそれぞれの端が、矢印８８の方向に沿って移動され、溶着ヘッド８０の口部の間に配置される。両金型８２と８４のステージは、矢印８９の方向に移動して力がかけられ、所定時間、所定の力でバッグの表面を加圧する。

図８Ｂに、本発明に係る開封明示包装の他の好ましい形態のエンボス加工用ヘッド９０の一部について、概略を示す。フィンガー９１のようなカーブしたフィンガー、またはフィンガー９２のような細くとがったフィンガーが、雄金型９３の表面から突出する。凹所９４と９５のようなフィンガーに嵌め合わされる凹所が、雌金型９６の表面に配置される。細くとがったフィンガーは、溶着されたプラスチックシートを通過するようにパターンを突き通す。連続した曲線のフィンガーは、積層プラスチックシートの溶着と一緒に、積層プラスチックシートを横切った特徴的なエンボス加工されたタイポグラフィカルを提供する。（雌金型は、両金型の構造を明らかにするために、両矢印９７で示す方向に人工のタイル張りされたのを示す。）雄金型の好ましい温度は、予め異なる温度に設定されている雌金型の温度よりも高く、熱は雌金型の凹所の中の積層プラスチックの移動方向にしたがって積層プラスチックを通して伝熱される。エンボス加工されたパターンの構造特徴を備えた積層プラスチックシートの幅方向に形成される熱勾配は、積層プラスチックに吸収される熱量の微調整をおこない、過度の加熱を回避するようにされる。さらに、温度差と同じように熱の持続は、積層プラスチックに吸収される熱量の調整となる。

本発明に係るエンボス加工用ヘッドの金型は、突出したフィンガーと他方の金型にフィンガーがはめ込まれる凹所の数が同じになる。すなわち、積層プラスチックの一面の突き出たエンボス加工されたパターンの部分および他面の突き出たパターンの連続した部分の継ぎ目は、溶着ヘッドで熱溶着される。このような場合、両金型は同温度に加熱される。積層プラスチックの溶着とそれに関連したエンボス加工のプロセスは、上述した溶着ヘッドを用いた積層プラスチックを加熱することに対して付随的な効果である。

積層プラスチックの加熱と加圧は、本発明の方法による付随的な効果になる必要はない。加熱部および１または複数の金型は、分割され、２つの別個独立したユニットを包含し、図９Ａ〜図９Ｂに示すように、利用可能である。加熱部１００は、マスク１０４の前に配置されたヒーター１０２のような１または複数のヒーターを備える。マスク１０４は、仕切り板１０８を貫通させたスロット１０６のような１または複数の開口を備える。それらの開口のレイアウトや幾何学的形状は、プラスチックバックの表面上に刻み込まれた継ぎ目の外形に従う。開口の幾何学的形状にしたがって形成された形状を備えた熱放射のビームは、ヒーターに対してマスク１０４の反対側に配置された積層プラスチック（図示せず）に作用する。積層プラスチックは、所定時間間隔で熱放射にさらされる。また、加熱は、超音波照射、高周波や無線周波（ＲＦ）照射、または赤外線や超音波照射の組み合わせを適用することができる。また、加熱は、積層プラスチックの方向に所定量の熱風を吹きかける加熱であっても良い。そのような加熱サイクルの後に加熱された積層プラスチックは、その場でまだ支持されているように、それが発生する可能性のある移動に悪影響はない。熱部と金型を取り替えたエンボス加工用ヘッドのステージは、加熱された外形に対して加圧するためにさらに力が加えられる。図９Ｂに示すエンボス加工用ヘッド１１０の部分は、包装１１２の端を溶着し、オープンしたところを概略図で示す。金型１１６から包装１１２の方向に向けて伸ばされたフィンガー１１４のようなとがったフィンガーおよびフィンガーに嵌め合わされて一致する凹所（図示せず）が、上述したように、包装に対向する部分１１８のサイドに配置される。両金型のそれぞれに組み込まれたパイプ１２０は、金型を所定温度に調節するためのクーラントを導入する。そのようなエンボス加工されたパターンを形成する積層プラスチックの溶着方法は、加熱されたプラスチックを冷却する間に達成される。

包装１１２の継ぎ目に沿ってエンボス加工されたパターンは、雄金型のフィンガーのとがった形状に対応する、膨らみ１２２のような尖った膨らみを含む。尖った膨らみに対応する凹所は、包装の反対面に配置される。

本発明は、一般的なプラスチックバックの生産で使用される熱可塑性樹脂のシートを本発明でプラスチックバックの生産に利用することができる。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、またはその両方、ポリエチレンで形成された同様の共押出の低低密度ポリエチレンシート（ＬＬＤＰＥ）、低高密度ポリエチレンシート（ＬＨＤＰＥ）、高高密度ポリエチレンシート（ＨＨＤＰＥ）、ＰＥＴシート、上記の材料を組み合わせた共押出のシート、またはその両方、発泡プラスチックシート、ＰＶＣで形成されたシート、Tyvek（登録商標）で形成されたシート、高密度ポリエチレンファイバーで形成されたシートなどを利用できる。先ずプラスチックシートが積層され、積層プラスチックの表面を横切る部分が、プラスチックを溶着させる温度を下回る予め決められた温度で加熱され、加熱された部分は、上述したような溶着ヘッドでプレスされ、周囲の温度を下げる。加熱と加圧は、連続したまたは付随した効果となる。加熱と加圧が付随的に作用する場合は、加熱は、所望の温度に調節されたボディーを接触させるか、または電気的な加熱用パルスを用い、さらに積層プラスチックを加圧している間、金型のフィンガーとプリズムを通して伝熱する。所望の温度レベルを超えた温度で過度の加熱を避ける目的で、加熱用パルスの時間幅が設定される。加熱用パルスの時間幅は、溶着率と周囲の温度に依存した連続する加熱用パルス同士の間の時間による積層プラスチックの容量と金型の熱容量を考慮して選択される。赤外線照射による同様の加熱が、加熱領域の完全な溶着が避けられた積層プラスチックの目的部分を所望の温度にする所定の時間間隔で効果がある。積層シートは、加圧をおこなう第１の溶着ヘッドの加熱部分を時間間隔で所定レベルの力によって加圧部でさらに加圧される。熱変色材料でコーティングされた薄膜が、フィンガーの配列と積層プラスチックの最上層の間に挟み込まれる。本発明に係る互いにくっついた積層シートは、エンボス加工用ヘッドの口部または第１の溶着ヘッドと支持表面との間に挟まれる。好ましい第１の溶着ヘッドは、２つの連続する溶着サイクル間は離れるようにした時間間隔で回転されるシリンダーでプラスチックの挟まれた層を加圧する。バッグのエッジに沿った切断は、バッグのエッジを溶着することに付随して、溶着ヘッドの加熱部の尖ったプリズム、または周知のナイフのような独立した切断手段でおこなうことができる。本発明のプラスチックの熱溶着プラスチックパッケージの立体的形状は、自動生産ラインで実行され、１つの折り畳まれた、２枚（以上の）細長いプラスチックシートが２つの供給ドラムでほどかれ、エンボス加工用ヘッドの口部または第１の溶着ヘッドと平面の支持面または筒状の支持面との間で直線的に伸張する。

図１０Ａ〜１０Ｃに、本発明の好ましい実施形態の３つの開封明示包装を示す。開封明示包装１４０は、２枚の共押し出しポリエチレン（ＨＤＰＥ＋ＬＤＰＥ）のシートで形成されている。これらのシートは、２つの連続した溶着継ぎ目１４２で互いが接続されている。継ぎ目１４２は、加熱部のボディーの外側で伸びた内側および外側プリズムを備えた第１の溶着ヘッドで形成される。小刻みに方向を変える中間の継ぎ目１４２は、それらのプリズムの間に配置された細長くカーブしたプリズムで形成される。継ぎ目、その間に配列された小刻みに方向を変える波目、またはその両方は、上述したように熱変色プリントによって色づけされても良い。ミシン目の入れられた開封テープ１４４は、開封明示包装１４０の中の内容について印刷される。開封明示封印ステッカー１４５を取り除いたりカットしたりすると包装が開封され、包装の中の内容物を得られる。

開封明示包装１５０は、第１の溶着ヘッドによって、共押し出しポリエチレンで形成された発泡シートで形成される。この溶着ヘッドは、継ぎ目の領域内の気泡が、継ぎ目の外形内のプラスチックの複数の層間に熱接触で圧縮される、加圧ユニットが組み込まれている。英数字で刻み込む手段でエンボス加工して印刷されたデータ１５４の周囲に２つの連続した溶着継ぎ目１５２がある。連続線と英数字記号は、加熱部の曲線プリズムと尖ったフィンガーでそれぞれ形成される。開封明示ステッカー１５６は、包装の開口を密封するのに使用される。金型は、プリズムの最外周が、包装の一部に含まれるフラップ１５８のカーブを備えた構造になっている。フラップ１５８は、ファイルするのに役立つ。パンチ穴１５９は、立体的溶着に付随して穴あけされたり、後から穴空け装置で穴あけすることができ、調査書類などの封筒１５０のファイリングができる。

記号、日付、またはその両方を追加的に刻み込んだり刻み込まなかったりした開封明示包装１６０の継ぎ目１６２のような小刻みに方向を変えてカーブする継ぎ目は、本発明の開封明示包装の他の好例である。エッジに沿って１本の非直線的で小刻みに方向を変える継ぎ目を有する包装は、本発明に合致する。

本発明の包装は、一面がプラスチックシートで形成され、他面が不織布で形成された包装を含む。その包装は、紙幣の持ち運びに特に適している。溶着プロセスの中に、加熱されたプラスチックを溶融し、溶融されている間に不織布の複数の繊維の間の空間に入れ込まれる。図１０Ｄに、開封明示包装１６４の一部分の両面を示す。包装の面１６５は、ポリエチレンで形成されている。もう一方の面１６６は、TaftやRayonなどの不織布で形成されている。図に示すエッジに沿った継ぎ目は、２本の連続したライン１６８を含む。両ライン１６８の間に、エンボス加工された英数字の三次元パターンを含む。そのような熱溶着の立体的形状は、上述したような溶着ヘッドでおこなわれる。不織布のシートは、一面がプラスチック樹脂、他面がプラスチックシートとして後述される不織布である本発明の包装の生産に利用される。

Tyvek（登録商標）の積層シートの数ミリメートル四方の連続領域が熱溶着のために加熱および冷却されたとき、溶着された領域の内部物質は、透明でもろいことが本発明の発明者の実験によって確かめられている。しかし、加熱された領域である継ぎ目の周囲は、内部領域が容易にしわくちゃにされる。しかし、Tyvek（登録商標）のシートを横切る不連続な溶着された継ぎ目、１．５〜２ミリメートル四方の個々の領域は無傷で残る。すなわち、破線や点線のように空間を空けて配列された溶着領域は、Tyvek（登録商標）が最初の状態で残される。隣接する２つの溶着部分を最小間隔にした素子は、Tyvek（登録商標）の最初の色と比較して変色していない。２つの隣接する溶着部分の最小幅と同様に、溶着領域の最大幅が本発明によって実験的に確認できる。しかし、実験結果によると、溶着部分のエリアは、１．５〜２ｍｍ^２を超えることはできず、一方、隣接する２つの溶着領域の間隔は、溶着領域の幅の半分以下にしても良い。加熱された領域の好ましい間隔は、加熱および冷却する加熱手段によって加圧される。このようにして、溶着された部分の配列が、Tyvek（登録商標）の積層シートの表面を横切るようにして形成される。所定の温度に加熱することの限定は、融点よりも低く、加熱手段による加熱の有無によらず、例えば点の連続、または破線の部分に沿って、個々の部分または点のエリアは１．５〜２ｍｍ^２を超えず、好ましくは１ｍｍ^２であり、溶着された点のような溶着された領域をつなげた溶着された継ぎ目が形成される。図１１に本発明の好ましい実施形態の開封明示包装を示す。包装１７０はTyvek（登録商標）で形成されている。包装１７０のエッジは、第１の溶着ヘッドで溶着されている。社名、ロゴ、文字、または図形が両継ぎ目１７２の間の領域にエンボス加工されている。溶着された点の複数の層と同様に隣接した溶着された点の間の領域は包装の中身を見るために光ファイバーのような物を入れることはできない。

開封明示包装の製造時間は、熱溶着されるべき継ぎ目、すなわち１つの包装における開口端の数に依存する。１枚のプラスチックシートを折りたたんだ場合、包装を製造するために、熱溶着しなければならないのは２つの開口端となる。３番目の開口端は、包装の口として使用され、周知の開封明示ステッカーなどを使用して密封される。図１２Ａ〜１２Ｂにそれを図示する。開封明示包装１８０の側面図を図１２Ａに示す。図１０Ｄに示す継ぎ目のような２本の連続したラインの間に三次元のエンボス加工されたロゴが配置された２つの継ぎ目１８２を含む。開封明示ステッカー１８４は包装の口をシールする。破線１８６は包装の口のカバーのトップフラップの端を示す。図１２Ｂは図１２Ａにおける包装のＡ―Ａ線断面図である。本発明に係る代表的な安価な雄金型として、金型１９０の側面図を図１３に示す。直線状のプリズム１９２と細長く尖っており、二次元配列されたピン１９４が、金型１９０の一面から伸びている。対応する雌金型（図示せず）は、プリズムに嵌めあわされる溝とピンに嵌めあわされるために配置されたくぼみを備える。伸ばされたピン１９４によるパンチ穴の配列を開封明示包装に設ける。本発明の実施形態における他の溶着ヘッドは、予め設定された温度になるようになっており、一面から突出して配列されまたは二次元配置されたピンを備えた雄金型を含む。雌金型はそのピンの嵌め合わされるためのくぼみを有する。そのような溶着ヘッドは、熱溶着によって穴を配列した継ぎ目を形成する。さらに溶着ヘッドは、周知の直線的な継ぎ目を溶着するための通常の溶着ステーションを含む、開封明示包装の製造ラインに溶着ステーションとして追加することができる。

５０、７０、８２、８４、１１６：金型
５１：ボディー
５２、７２、８５、９１、９２、１１４：フィンガー
５４、７４：プリズム
５８：加圧部
６０：開口
８０、９０：エンボス加工用ヘッド
８６：継ぎ目
８７、１５０、１６４：開封明示包装
９３：雄金型
９４、９５：凹所
９６：雌金型
１００：加熱部
１０２：ヒーター
１０４：マスク
１０６：スロット
１０８：しきり板
１１２：包装
１１８：包装に対向する部分
１２０：パイプ
１２２：膨らみ
１４２、１５２：継ぎ目
１４４：開封テープ
１４５：開封明示封印ステッカー

Claims (25)

1. プラスチックシートを折り畳み、複数のプラスチックシートを積層し、または積層したプラスチックシートを折り畳み、相互に接続され、熱溶着された継ぎ目を形成する方法であって、
   ａ．所定の温度で重ね合わされたプラスチックシートの外表面における少なくとも１つの選択された領域を加熱する工程と、
   ｂ．所定時間間隔で重ね合わされたプラスチックシートを金型で加圧する工程と、
   を備え、
   前記金型が加圧面に明確に区別できる幾何学的形状として複数のフィンガーを備え、少なくとも１つの選択された領域の中に少なくとも１つの加圧面が配置され、金型か積層されたプラスチックシートに向けた複数のフィンガーを備えることを特徴とする方法。
2. 前記積層プラスチックが、金型と支持面との間で加圧される請求項１に記載の方法。
3. 前記支持面が円筒である請求項２に記載の方法。
4. 前記円筒の表面が回転する請求項３に記載の方法。
5. 前記加熱が前記加圧と同時におこなわれる請求項１に記載の方法。
6. 前記加圧が、少なくとも１つの加圧面に隣接して配置された積層プラスチックに加圧をおこなう加圧部から突き出た少なくとも１つの膨らみで積層プラスチックを加圧することを含む請求項５に記載の方法。
7. 前記加熱が、所定の第１時間間隔の間おこなう請求項６に記載の方法。
8. 所定の第１時間間隔の最初に少なくとも１つの加圧面の加圧を開始し、該第１時間間隔に続く第２時間間隔まで連続して加圧する請求項７に記載の方法。
9. 前記金型は第１金型であり、前記所定の温度が第１温度であり、第１金型で加圧される積層プラスチックシートの面が第１面であり、第２温度である第２金型が第１面の反対面から積層プラスチックシートに反発を受けながら加圧をおこなうことにより、第１金型と第２金型で加圧をおこない、第２金型が、少なくとも１つの加圧面にフィンガーを囲んで収容できる少なくとも１つのくぼみを備えている請求項５に記載の方法。
10. 前記第２温度が第１温度よりも低い請求項９に記載の方法。
11. 前記第２金型の面に積層プラスチックシートの方向に伸びた少なくとも１つのフィンガー、および第１金型に設けられたフィンガーを収容するために配列されたくぼみが備えられており、第２温度が第１温度と同じである請求項９に記載の方法。
12. 前記加熱をおこなうための加熱部が、前記金型と異なる請求項１に記載の方法。
13. 前記積層プラスチックシートの１つが不織布である請求項１に記載の方法。
14. 積層プラスチックシートの表面を横切るように配置された継ぎ目に沿ってパターンを刻み込むための溶着ヘッドであって、
    前記表面を横切って配置された領域を対象として選択的に加熱するための加熱部と、
    一面を備えたボディー、および加圧するための前記一面から伸びた複数のフィンガーを備えた金型と、
    を含み、
    前記フィンガーが同一方向に伸びている溶着ヘッド。
15. 前記フィンガーの少なくとの１つの周囲で前記表面に対して加圧をおこなう加圧部を備えた請求項１４に記載の溶着ヘッド。
16. 前記金型の温度を制御できる請求項１４に記載の溶着ヘッド。
17. 前記金型が少なくとも１つのプリズムを含み、該少なくとも１つのプリズムが前記一面から前記同一方向に伸びた請求項１４に記載の溶着ヘッド。
18. 前記プリズムが弓形である請求項１７に記載の溶着ヘッド。
19. 前記プリズムが尖った先端を有する請求項１７に記載の溶着ヘッド。
20. 前記フィンガーの少なくとも１つが尖った先端を有する請求項１４に記載の溶着ヘッド。
21. 前記フィンガーの少なくとも１つが英数字の幾何学的形状である請求項１４に記載の溶着ヘッド。
22. 複数の前記フィンガーを囲むように収納されるくぼみを備えた第２金型を含み、該第２金型の温度を制御できる請求項１６に記載の溶湯ヘッド。
23. 積層プラスチックシートの表面を横切るように配置された継ぎ目に沿って刻まれた識別のためのパターンを含み、
    前記パターンが、積層プラスチックシートの表面を横切る選択された所望の領域に金型で加熱および加圧をおこなって形成されたパターンであり、
    前記加圧が、金型のフィンガーの加圧面で積層プラスチックシートに加圧をおこなうことであり、
    前記パターンが、加圧面の幾何学的形状にあった幾何学的形状を含む、
    積層プラスチックシートで形成された開封明示バック。
24. 前記パターンの少なくとも１つの特徴が、三次元形状である請求項２３に記載の開封明示バック。
25. 前記少なくとも１つの特徴が、継ぎ目の一面を横切るように配置された突出と、他面における突出に対応するくぼみである請求項２４に記載の開封明示バック。

Images