JP2017511774A - 縦型形成充填密封システムでウェブを成形するための方法及び機器 - Google Patents

Abstract

ウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法及び機器について本明細書において記載される。方法及び機器は多数の応用を有することができる。いくつかの実施形態では、方法及び機器は、消費者製品用の単位用量パッケージの形成、充填、及び封止に使用される。非平面である部分を有する２つの移動ウェブを一緒に形成し封止するための方法及び機器についても本明細書に記載される。

Description

ウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法及び機器について本明細書において記載される。本方法及び機器は、多数の応用を有する。いくつかの場合、本方法及び機器は消費者製品用の単位用量パッケージを形成、充填及び封止するプロセスの部分として使用される。非平面である部分を有する２つの移動する材料ウェブを一緒に封止するための方法及び機器についても、本明細書で記載される。

ウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法は、様々な目的で使用され得る。ひだ付きウェブは、例えば、おむつ及び他の吸収性物品、フィルタ、ウィンドウシェード、並びに他の物品を構成するのに有用となり得る。ウェブをひだ付けする方法は、米国特許第２，６５５，９７８号（Ｇｏｎｄａら）、米国特許第３，０６６，９３２号（Ｇｒｅｉｎｅｒら）、米国特許第３，１６５，３１０号（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）、米国特許第３，４０１，９２７号（Ｆｒｉｃｋら）、米国特許第３，７８４，１８６号（Ｌｅｎｔｈａｌｌら）、米国特許第５，５８９，０１４号（Ｈｉｃｋｓ）、米国特許第４，１７０，３４７号（Ｌｅｗｉｓ）、米国特許第７，２３５，１１５号（Ｄｕｆｆｙら）、米国特許第７，９６３，８９９ Ｂ２号（Ｐａｐｓｄｏｒｆら）、欧州特許第０３６４０８４ Ａ１号、インド特許公開第１８９４７１号、及び英国特許第１ ４３３ ９１０号に記載されている。更に、Ｆｏｒｍｅｒ Ｆａｂという名前の会社はウェブに波形をつけるための装置を製造している。この設備によって形成され得るウェブはウェブサイトｗｗｗ．ｆｏｒｍｅｒ−ｆａｂ．ｄｅ／ｅｎ／ｉｄｅａｓ−ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ／ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ−ｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇ−ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙで見出される。

出願人は、ウェブが典型的にはより不規則に成形される範囲（単位用量の液体製品用のパッケージを作製するための縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）プロセス）においてウェブを成形するためのプロセスを改善する必要性を発見した。シャンプー及びヘアコンディショナーなどの液体製品の単位用量は、多くの場合、サチェットとして既知の、比較的薄く平坦なパッケージ内に配置される。そのようなサチェットには、一般に、時間の経過に伴いパッケージ内の製品から水が損失することを防止する水蒸気バリア性が付与されている。このタイプのサチェットは、概して縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）プロセスを用いて作製される。

現在のプロセスは、断続的及び連続的の両方の縦型形成充填封止用に存在する。縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）プロセスは、一般に充填ノズルを採用し、このノズルは、パッケージの形成に使用される２つの材料層の間に挿入される。現在のＶＦＦＳマシンは、１２個のサチェットを同時に形成又は充填するために、２つの材料ウェブの幅にわたって一列に整列された最大１２個のノズルを有することができる。これらのプロセスでは、製品がノズルによって分注される空間を作成するために、これらの材料ウェブがノズル間に一緒に押し付けられ、ノズルによって離れて保持されていることに依存する。ウェブはノズル間に一緒に押し付けられる場合、サチェットの側面を閉じるために長手方向シールがウェブ間に形成され、横方向シールがノズルによって分注される各用量間に形成される。

現行のＶＦＦＳシステムについての１つの問題は、これら材料ウェブがノズルの周りを通過するにつれて、これらの材料ウェブの製品を分注するための空間の形成に対する依存が、正確ではなく、サチェットの異なる面を形成する材料の幅が不均一となり得ることにある。このように、サチェットの前部を形成するウェブのうちの１つからの材料は、サチェットの後部を形成する材料の他のウェブからの材料より異なる幅を有する場合がある。これにより、サチェットに小じわが生じる場合がある。更に、ウェブに小じわが生じると、横方向のシールの形成が妨害される恐れがあり、その結果、材料が一緒に完全には封止されず、漏れやすいサチェットになることになる。

米国特許第２，６５５，９７８号 米国特許第３，０６６，９３２号 米国特許第３，１６５，３１０号 米国特許第３，４０１，９２７号 米国特許第３，７８４，１８６号 米国特許第５，５８９，０１４号 米国特許第４，１７０，３４７号 米国特許第７，２３５，１１５号 米国特許第７，９６３，８９９ Ｂ２号 欧州特許第０３６４０８４ Ａ１号 特許公開第１８９４７１号 英国特許第１ ４３３ ９１０号

ゆえに、ウェブをひだ付け又は成形するための方法及び機器を改善する探求が続けられてきた。

ウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法及び機器について本明細書において記載される。本方法は、機械方向に移動しているウェブを成形することを伴う。本方法は、ウェブ対向面を備える形成ガイドを提供することを含む。形成ガイドのウェブ対向面は、ウェブ対向面の幅にわたって実質的に等しい経路長を提供するように構成され得る。ウェブは、ウェブ内に長手方向に配向された折り目を形成するために、ウェブを、形成ガイドのウェブ対向面上で少なくとも部分的にウェブ対向面と接触させて通過させることによって、形成される。

本方法及び機器は、多数の応用を有することができる。いくつかの場合、方法及び機器は、消費者製品用の単位用量パッケージの形成、充填、及び封止に使用される。本方法は、第１の材料ウェブ及び第２の材料ウェブを機械方向にパッケージ形成機器内に送ることを含むことができる。パッケージ形成機器は、ウェブ間にある製品を分注するための少なくとも１つのノズルを備える。本方法は、第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つの少なくとも一部をノズルから離間すべく、ウェブの幅にわたって第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つを少なくとも一時的に成形するために、第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つを形成ガイドに隣接して通過させることを含む。製品を、ノズルを用いて、材料ウェブ間で分注することができ、材料ウェブの部分は、製品を収容するパッケージを形成するために、ウェブの間の製品と一緒に封止され得る。

非平面である部分を有する２つの移動材料ウェブを封止するための方法及び機器についても、本明細書で記載される。本方法は、第１の材料ウェブ及び第２の材料ウェブを、その長さの少なくとも一部に沿って互いに略平行な機械方向に機器内に送ることを含む。材料ウェブの少なくとも１つは、ウェブの幅にわたって形成されるウェブ内の非平面状部分を有する。本方法は、少なくとも１つのくぼみを有するウェブ接触面を有するコンポーネントを提供することと、ウェブ内の非平面状部分の少なくとも一部を伸張及び平らにするために、ウェブの少なくとも一部を、くぼみを有するコンポーネントのウェブ接触面内のくぼみに押し入れることと、平らにされた非平面状部分にわたって材料ウェブの部分を一緒に封止することと、を含む。

ウェブに単一のひだを形成するための従来技術の折り畳みボード上を通過するウェブの一例である。 ウェブに多数のひだを生成する試みで隣り合って並んだ従来技術の複数の折り畳みボード上を通過するウェブの一例である。 ウェブを成形するための形成ガイドを含む形成機器の一例の斜視図である。 形成ガイドの別の例の平面図である。 等しい経路長の形成のコンセプトを示す形成ガイドの一部の斜視図である。 図５に示される形成ガイドの一部の平面図である。 形成ガイド及び相手部品をその間のウェブとともに互いに対してどのように置くことができるかを示す概略端面図である。 形成機器を通過する前後のウェブの構成の断片斜視図である。 ローラを有する第２の領域を備える形成ガイドの一例の斜視図である。 サチェットの一実施形態の概略正面図である。 単一レーン縦型形成充填封止プロセスの概略斜視図である。 多数レーン縦型形成充填封止プロセスの概略斜視図である。 多数レーン縦型形成充填封止機器のノズルを囲むウェブのうちの一部の概略断面図である。 成形された材料ウェブのうち１つを旋回するための旋回ガイドの一実施形態の概略斜視図である。 成形された材料ウェブのうち１つを旋回するための旋回ガイドの別の実施形態の概略斜視図である。 封止シーケンスの第１の位置にある、従来技術の交差機械方向の封止バー間の中の成形された一対のウェブの概略断面図である。 封止シーケンスの第２の位置にある、従来技術の交差機械方向の封止バー間の中の成形された一対のウェブの概略断面図である。 封止シーケンスの第３の位置にある、従来技術の交差機械方向の封止バー間の中の成形された一対のウェブの概略断面図である。 封止シーケンスの第４の位置にある、従来技術の交差機械方向の封止バー間の中で成形された一対のウェブの概略断面図である。 封止シーケンスの第１の位置にある、交差機械方向のシールを形成するための新しい機器の間の中の成形された一対のウェブの概略断面図である。 封止シーケンスの第２の位置にある、図１６Ａに示される機器の概略断面図である。 封止シーケンスの第３の位置にある、図１６Ａに示される機器の概略断面図である。 交差機械方向のシールを形成するための代替機構の（ウェブが進む方向に見ている）平面図である。

ウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法及び機器について本明細書において記載される。用語「成形する」は、本明細書で使用するとき、制御された方法で、平面ウェブの構成を変えることを指す。用語「成形する」としては、限定するものではないが、必ずしもウェブ内に折り目を形成することなく、ウェブを形成することと、ウェブ内に畳み目を形成するも、又はウェブをそれ自体の上で折ることもなく、ウェブを少なくとも部分的に折り畳むことと、ウェブの一部をそれ自体の上で折り畳むことと、ウェブ内に多数の隣り合う折り目又はひだを形成することと、が挙げられる。本方法及び機器は、多数の応用を有する。

図１は、移動するウェブに単一のひだを形成するための従来技術の折り畳みボード上を通過するウェブ１０の一例である。矢印は、機械方向（又は「ＭＤ」）と呼ばれるウェブの移動方向を表す。入ってくる、折り畳まれていないウェブの平面において機械方向に垂直な方向は、交差機械方向（又は「ＣＤ」）として知られている。図１に示されるウェブを形成するのに使用される折り畳みボードは、以下に説明する理由により、ウェブ内に多数の隣り合うひだを形成するのに好適ではない。

図２は、ウェブ１０に多数のひだを生成する努力をして並べられた従来技術の隣接する３つの折り畳みボードを備える、修正された従来技術の折り畳み機器上を通過するウェブの一例である。図２に示されるように、ウェブ内に多数のひだを生成するために、従来技術の一連の折り畳みボードの形状を隣り合って定置することが考慮されたが、こうすると、ウェブを点Ｐなどのひだそれぞれの間で分割（又はスリット）することが必要となり、これは望まれていなかった。このウェブは、典型的には、ひだ付きのままにし、依然として隣り合う折り畳みボード間に広がるように、交差機械方向に十分に伸張することができないことになる。このため、かかる折り畳み機器の設計は、単一のウェブ内に多数の隣り合うひだを形成することが必要とされる用途には不適当である。

形成機器
図３は、本明細書に記載される、ウェブにひだ付けする、又は別の方法でウェブを成形するための形成機器２０の一例を示す。形成機器２０は、形成ガイド２２と、ウェブを少なくとも部分的に形成ガイド２２に接触して維持するための装置又は機構と、を備える。いくつかの場合、ウェブを少なくとも部分的に形成ガイド２２に接触して維持するための装置は、任意の相手部品２４を備えることができる。形成ガイド２２は、２つの側縁部２６、終端部を有する上流端２８、終端部を有する下流端３０、ウェブ対向面３２、及び反対面３４を備えることができる。形成ガイド２２のうちのウェブ対向面３２の構成について、以下に詳細に記載する。反対面３４は、限定するものではないが、（図３に示されるように）平坦、（図６に示されるように）波形、又は（図１３及び図１４に示されるように）傾斜若しくは曲面を含む任意の好適な構成とすることができる。

図３に示される形成機器２０はウェブ内に多数の隣り合う一時的なひだを形成するように構成されているが、形成ガイド２２は他の多数の構成をなすことができるものと理解すべきである。かかる他の構成としては、形成ガイド２２がウェブを成形（又は「形成」）する；ウェブ内に単一の折り目又はひだを付与する；ウェブ内に畳み目を形成することも、又はウェブをそれ自体上に折ることもなくい、ウェブを少なくとも部分的に折り畳む；かつウェブを折り畳む又はひだ付けする、ように構成されているものを含むことができるが、これらに限定されない。任意の場合、ウェブは、少なくとも１つの略機械方向に配向した軸の周りを交差機械方向に屈曲することになる。形成機器２０は、検討するように、ウェブ内に複数のひだを形成することができる。いくつかのプロセスでは、折り目（複数の折り目）がウェブの中に永続的に形成され得る。他のプロセスでは、折り目（複数の折り目）を一時的にだけ形成することができ、いかなる永続的な畳み目もウェブ内に形成されない。

図３に示される実施形態では、形成ガイド２２のウェブ対向面３２は、第１の領域（すなわち、「下流領域」）３６と第２の領域（すなわち、「上流領域」）３８を含む。第１の領域３６及び第２の領域３８は、任意の好適な平面視構成を有することができる。図示する形成ガイド２２の例では、第１の領域３６及び第２の領域３８はそれらの間に境界を有する。この場合、境界は、対角線境界４０である。対角線境界４０は、形成ガイド２２のウェブ対向面３２を上部から眺めた（平面図）場合に２つの略三角形フィールドに分離するものとして考えられ得る。これらは、第１の領域３６を含む第１の三角形フィールドと、第２の領域３８を含む第２の三角形フィールドとを含む。

図３に示されるように、第１の領域３６には、形成ガイド２２のウェブ対向面３２から外側に形成ガイドの他の部分より高くなる丘部に配置される少なくとも２つの突出部（すなわち、「隆起要素」）が含まれ得る。突出部は、交差機械方向に互いに離間されている。ウェブ対向面３２の第１の領域３６は、突出部の間に位置するウェブ対向面３２内の少なくとも１つの凹部を更に含む。第１の領域３６は、ウェブ対向面３２内に複数の交互の、かつ隣接する突出部及び凹部を含むことができる。突出部は、長さと幅を有する。突出部の長さは、突出部の幅よりも長い。図３に示される形成ガイド２２の例では、突出部は隆起部４２の形態であり、凹部は谷部４４の形態であり、それらは、機械方向に略配向したより長い（又は長さ）寸法を有する。これらは、第１のグループの隆起部及び谷部と呼ばれることがある。第１のグループの隆起部４２及び谷部４４は、少なくとも形成ガイド２２の下流端３０に隣接して位置する。

図３に示される実施形態における第１の領域３６によって形成される三角形平面図のフィールドは、ベース部、Ｂ１、及びピーク部、Ｐ１を有することを考慮され得る。三角形フィールドのベース部Ｂ１は、形成ガイド２２の下流部に隣接して位置しており、三角形フィールドのピーク部Ｐ１は形成ガイドの上流部に隣接して位置している。しかし、第１の領域３６の構成は、略三角形の構成に限定されず、他の多数の構成が可能であるものと理解すべきである。更に、隆起部４２及び谷部４４が機械方向に略配向したと述べている場合、これは、機械方向にある配向、並びに機械方向に対して約４５°以下、あるいは約１〜１０°の角度Ａ１にある配向を含むものである。

第２の領域３８は、第２の領域内の形成ガイド２２のウェブ対向面３２から外側に形成ガイドの他の部分より高い丘部に配置される少なくとも２つの第２の領域の突出部（すなわち、「隆起要素」）を含むことができる。これらの第２の領域の突出部は、機械方向に互いに離間している。ウェブ対向面３２の第２の領域３８は、突出部の間に位置するウェブ対向面３２内の少なくとも１つの凹部を更に含む。第２の領域３８のウェブ対向面３２は、複数の交互の、かつ隣接する突出部及び凹部を備えることができる。第２の領域の突出部は、長さと幅を有する。第２の領域の突出部の長さは、第２の領域の突出部の幅よりも長い。図３に示される形成ガイド２２の例では、突出部は隆起部の形態であり、凹部は谷部の形態であり、それらは、機械方向に略配向したより長い（又は長さ）寸法を有する。これらは、第２のグループの隆起部４６及び谷部４８と呼ばれることがある。第２のグループの隆起部４６及び谷部４８は、少なくとも形成ガイド２２の上流端２８に隣接して位置する。いくつかの実施形態では、交差機械方向に眺めた第２の領域３８における略交差機械方向に配向した突出部及び凹部の断面は、第１の領域におけるＭＤに配向した隆起部及び谷部をＭＤに眺めた場合の、第１の領域におけるＭＤに配向した隆起部及び谷部の断面と同じ、又はそれと同様とすることができる。他の実施形態では、第１及び第２の領域３６及び３８のこれらの要素の断面は異なっていてもよい。

第２の領域３８によって形成される三角形平面視フィールドは、ベース部Ｂ２、及びピーク部Ｐ２を有することが考慮され得る。三角形フィールドのベース部Ｂ２は、形成ガイドの上流部に隣接して位置し、三角形フィールドのピーク部Ｐ２は形成ガイドの下流部に隣接して位置する。しかし、第２の領域３８の構成は、略三角形の構成に限定されず、他の多数の構成が可能であるものと理解すべきである。更に、第２の領域３８における隆起部４６及び谷部４８が交差機械方向に「略配向した」と述べている場合、これには、交差機械方向に対して約０°〜４５°の角度で走る配向が含まれる。交差機械方向（即ち、機械方向に対して９０°）に走る角度が望ましいのは、他の角度によりウェブがずれ込まれて、ウェブを側部に移動させることが多いからである。これにより、ウェブを「追跡」するために、装置を形成機器に追加する必要性が生じる。

図４に示されるように、第２の領域３８の突出部は、その長さ寸法が第１の領域３６における略機械方向に配向した隆起部４２に対して鋭（９０°未満）角Ａ３になるように配向され得る。好適な角度Ａ３は、約４５°〜約８９°、あるいは約７０°〜約８９°の範囲にある。より小さい角度もまた使用されることがあるが、こうすると、ひだが形成される深さが変更されることになる。境界４０では、第２の領域３８における突出部は第１の領域３６における隆起部４２と位置合わせし、第２の領域３８における凹部は第１の領域３６における谷部４４と位置合わせする。第２の領域３８における突出部は、第１の領域３６における隆起部４２と当接しても、当接しなくてもよい。図示する実施例では、第２の領域における突出部（第２のグループの隆起部４６）は対角線境界４０に沿った隆起部４２と当接する。

ウェブの配向はまた、ウェブが形成ガイド２２上を通過するにつれて、変更してもよい。ウェブの配向は、ウェブの縁部の配向に基づく。ウェブは、入ってくる機械方向の配向ＭＤＩと、出ていく機械方向の配向ＭＤＯを有することができ、これらは典型的には異なる。例えば、図４は、隆起部４６などの第２の領域の突出部を、入ってくる機械方向の配向ＭＤＩに対して約９０°で走る角度に設定でき（即ち、隆起部４６は交差機械方向に走る）、更にウェブ（図示せず）は、入ってくる機械方向の配向ＭＤＩとは異なる角度Ａ４で出ていく機械方向の配向ＭＤＯを有することができる。この場合、角度Ａ３は、出ていく機械方向の配向ＭＤＯの角度Ａ４に相補的である（両方の角度は、結合して９０°の角度を形成する）。

図５に示されるように、形成ガイド２２のウェブ対向面３２は、ウェブ対向面３２の幅にわたって実質的に等しい経路長を付与するように構成され得る。経路長は、各点が機械方向に形成ガイド２２上を進むウェブの一側縁部から等距離である一連の点を通じて測定される。例えば、図５は、形成ガイド２２のウェブ対向面３２の等高線に従う３つの平行な経路５２Ａ、５２Ｂ、及び５２Ｃを示す。これらの経路を表す波線（非伸張性糸を想像してください）を形成ガイド２２の表面から引き上げ、まっすぐにして同一面内に位置した場合、それぞれ同じ長さになる。なお、（二重ハッシュ線によりマークされた場所でなど）一方の線の線分が他方の線の線分と同じ平面上にあるときはいつでも、これらはその平面において平行であり、またウェブの縁部にも平行である。図５に示されるように、線５２Ｃの一端から線５２Ｃの他端まで測定される直線平面距離はＹと表記され、線５２Ａの一端から線５２Ａの他端までの直線平面距離はＸと表記される。

この場合、図５Ａに最もよく示されるように、距離Ｙは距離Ｘよりも短い。Ｘ及びＹの上流端は共通の機械方向の開始位置（又は「開始線」Ｓを有する。下流端は、共通の機械方向の終了位置を有する。しかしながら、終了位置は「開始線」Ｓに対して角度をもつ線（「終了線」）Ｆに沿って横たわっている。終了線Ｆは、下流領域３６内の隆起部４２及び溝４４に対して、かつ形成ガイド２２上を通過するウェブの縁部に対して垂直である。それゆえ、線５２Ｃはその中により多くの湾曲を有するが、２つの線５２Ａ及び５２Ｃをまっすぐにすると、同じ直線長を有する。

この等しい経路長のウェブ対向面３２は、ウェブに、ウェブの（交差機械方向）幅にわたって一定のひずみを付与し、それによって全ての凹部内で材料の均一な分布を促進する。このように、ウェブはまた、等しい表面経路長を有する。これにより、ウェブのある部分がウェブの他の部分より伸長されない／ひずみを与えられないことが確保される。また、これにより、ウェブは形成ガイド２２に対して比較的堅いままであり、ウェブ内に小じわをもたらすことになるダブつきを低減することが確保される。

図３に示されるように、ウェブに少なくとも部分的に形成ガイド２２の形をなぞらせるのを補助するために、相手部品２４を形成ガイド２２と向かい合った関係で置くことができる。相手部品２４は、図示の目的のため、図３では、開放された非嵌合位置で示されている。図３は、形成ガイド２２と相手部品２４を清掃のために開放できるようにヒンジを配備した形成装置２０を示す。相手部品２４は、形成ガイド２２のウェブ対向面３２と嵌合する成形されたウェブ対向面を有する。相手部品２４は、形成ガイド２２上に見つかる要素のいずれか、又は全てを有することができる。このように、相手部品２４は２つの側縁部５６、上流端５８、下流端６０、ウェブ対向面６２、反対面６４、第１の領域６６、第２の領域６８、境界７０、第１の領域における第１の組の隆起部７２及び谷部７４、及び第２の領域における第２の組の隆起部７６及び谷部７８を備えることができる。相手部品２４は、形成ガイド２２のウェブ対向面３２と嵌合可能な任意の好適なウェブ対向面の構成を有することができる。図示する例では、相手部品２４は、形成ガイド２２のパターンと同様の隆起部及び谷部のパターンを含むが、相手部品の隆起部７２が形成ガイド２２の谷部４４と位置合わせし、形成ガイド２２の隆起部４２が相手部品２４の谷部７４と位置合わせするようにオフセットする表面構成を有する。

図６に示されるように、使用時に、２つの嵌合成形表面３２及び６２は、ウェブ１０に少なくとも部分的に成形された表面の輪郭をなぞらせるように、少し離れて置かれている。２つの嵌合成形表面３２及び６２を、その間に間隙Ｇを形成するために任意の好適な距離離間することができる。間隙Ｇは、例えば、約１ｍｍとすることができる。成形表面のピーク部がウェブ１０を反対側の成形表面の谷部に向かって押し付けるように、ウェブ１０は、この間隙の間を通過して、それによって無理にウェブ１０を所望の形状にする。

ウェブ１０は成形表面の全体形状をとることができる。ウェブ１０が成形表面３２及び６２の形状の全体形状をとることができると述べている場合、図６に示されるように、ウェブ１０は成形表面３２及び６２の構成に正確に順応することができるが、順応する必要はない。例えば、図６に示されるように、ウェブ１０は隆起部（又は他の隆起要素）４２及び７２に接触するだけでよく、谷部４４及び７４の中に伸長しなくてもよい。このように、ウェブ１０は少なくとも部分的に形成ガイドのウェブ対向面と接触することが考慮され得る。ウェブ１０が形成機器２０を通じて移動されると、ウェブは全域にわたってほとんど等しいひずみを維持することができる。少なくとも一部の場合では、平坦な、入ってくるウェブを、図示するように形成機器のピーク部及び谷部に沿って折り畳むことができ、ピーク部間のウェブの全ての部分は、自身の元の形状を維持することができる。かかる場合、ウェブは、折り目線間の伸長が実質的になくてもよい。

動作中、ウェブ１０は典型的に、実質的な平面（平坦）な入ってくる構成を有することになる。ウェブ１０は先ず、略ＭＤに配向したひだ形成形状に接続された一連の略ＣＤに配向したひだ形成形状を通過する。ウェブ１０に形成機器２０を通過させると、ウェブ１０に先ず、第２の領域３８のウェブ対向面の全体構成をとらせて、その後、ウェブ１０が下流に前進するにつれて、機械方向に配向したひだを交差機械方向に漸次形成する。図６に示されるように、ひだのピーク部の全てが、ウェブの平坦な、入ってくる区分の平面内に横たわることができる。全てのひだの谷部は、ピーク部の平面に平行で、かつピーク部の平面の下の距離「ＤＰ」（ひだの深さ）における共通の平面内に横たわることができる。図７は、ウェブが形成機器２０に入るとき、及び形成機器を通過した後、ウェブ１０がどのように見えるかという一例を示す。ウェブ１０は、ＭＤを画定するＭＤに配向した折り目線８５を有する機械方向に配向した複数の隆起部８２及び谷部８４を有する。

形成機器２０及び方法の多数の代替的な実施形態が可能である。非限定的数の形成機器及び方法の代替的な実施形態が後述される。図８は、形成ガイド２２の第２の例を示す。この場合、形成ガイド２２は、前に図示した形成ガイドにおける（略交差機械方向に配向した）隆起部を回転可能なアイドラーローラ８０に置き換えた第２の領域３８を備える。こうすると、固定表面の形成機器を通過するウェブと比べてウェブ１０に発達する摩擦が大幅に低減される。ローラ８０を、機械方向に対して９０度未満の角度に配向することができるが、ローラ８０は、回転軸Ａを入ってくる機械方向ＭＤＩに対して９０°の角度にして配向されることが望ましい。

他の実施形態では、形成ガイド２２及び相手部品を備える形成機器２０を有することなく、他のいくつかの機構が、ウェブ１０に形成ガイド２２の形状をなぞらせるのに使用され得る。例えば、気圧をウェブの頂面に当てて、ウェブ１０に形成ガイド２２の形状をなぞらせることができる。他の実施形態では、気圧をウェブの頂面に当てることなく、形成ガイド２２がその中に孔を有することができ、ウェブを形成ガイド２２の決まった場所に保持するために、その孔を通じて真空を引くことができる。

本明細書に記載されるウェブをひだ付けする、又は別の方法で成形するための方法及び機器は、限定するものではないが、おむつ及び他の吸収性物品、フィルタ、ウィンドウシェード、並びに他の物品の製造時と、後述するパッケージの形成時とを含む、様々な目的で使用され得る。

単位用量パッケージを作製するための形成機器の使用
（１）単位用量パッケージ
いくつかの場合、本方法及び機器は消費者製品用の単位用量パッケージの形成、充填及び封止に使用され得る。本明細書では、単位用量パッケージの製造という文脈で本方法及び機器を説明するが、これは本方法及び機器の用途のほんの一例であるものと理解すべきである。方法及び機器は、任意の好適なプロセスで使用され得る。

本方法及び本装置によって形成された単位用量パッケージは、任意の好適な構成とすることができる。パッケージの内容物は、固体、液体、ペースト及び粉末を含むが、これらに限定されない任意の好適な形態であってもよい。用語「流体」は、本明細書では、液体及びペーストの両方を含むよう使用され得る。

所定の実施形態において、単位用量パッケージは、製品で充填されるサチェットを含み、該製品には：シャンプー、ヘアコンディショナー、染毛剤（染料及び／又は顕色剤）、洗濯洗剤、柔軟剤、食器用洗剤及び練り歯磨きを含むが、これらに限定されないパーソナルケア製品又は家庭ケア製品を挙げることができる。サチェットは、ケチャップ、マスタード、マヨネーズ及びオレンジジュースなどの食品を含むが、これらに限定されない他のタイプの製品を収容してもよい。それらのサチェットは一般に比較的薄く平坦であり、場合により、時間の経過に伴うパッケージ中の製品からの水の損失、又は、パッケージ外部からの製品中への水の侵入を防止する水蒸気バリア特性が付与されている。

図９は、従来技術のサチェット９０の形態をなすパッケージの一非限定例を示す。サチェット９０は、前部９２、後部９４、周辺部９６、２つの側部９８、頂部１００及び底部１０２を有する。サチェット９０は更に、周辺部の周囲にシール１０４を有する。サチェットは、図示した矩形の形状を含むが、これに限定されない任意の好適な構成にあってもよい。サチェットは、任意の好適な寸法を有してもよい。一実施形態において、サチェットは４８ｍｍ×７０ｍｍであり、４つの全側部の周囲に幅５ｍｍの封止範囲を有する。サチェット内部のポケット１０６の寸法（幅Ｗ及び長さＬ）は、３８ｍｍ×６０ｍｍである。

サチェット９０のようなパッケージは、任意の好適な材料から作製されてもよい。好適なパッケージ材料には、フィルム、織布若しくは不織布材料（サチェットが固体製品を収容する場合）、又は前記の任意の積層体が挙げられる。所望であれば、パッケージ材料は、層又はコーティングの形態にある液体及び／又は蒸気バリアを含んでもよい。パッケージ材料は、非水溶性材料を含んでもよく、又はいくつかの用途では、水溶性材料を含んでもよい。サチェット（又は他のタイプのパッケージ）の様々な部分は、全て同一の材料から作製されてもよい。別の実施形態では、パッケージの異なる部分は、異なる材料から作製されてもよい。一実施形態において、サチェット９０は、サチェットの前部９２及び後部９４を形成する、同一のフィルムからなる２つの部品から作製される。フィルムは、単層フィルム及び積層体を含む、任意の好適なタイプのフィルムであってもよい。

一実施形態では、パッケージ材料は、以下の３つの層、すなわち、９マイクロメートル厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムと、１８マイクロメートル厚の真空金属化二軸配向ポリプロピレン（ＶＭ ＢＯＰＰ）蒸気バリアフィルム、３０〜５０マイクロメートル厚のポリエチレン（ＰＥ）フィルムとを含む、積層体である。ＰＥＴ及びＰＥ層は接着剤によってＶＭ ＢＯＰＰフィルムに接着される。このフィルムにおいて、ＰＥＴ層はサチェットの外部表面を含み、ポリエチレン層はサチェット内部上の封止層を含むであろう。このフィルムの水蒸気バリア特性は、消費者が使用する前の、時間の経過に伴うサチェット内部の製品からの水の損失を防止するのに重要である。フィルムは、約０．４グラム／ｍ²／日以下の目標水蒸気透過率を有する。この積層体フィルムの平均機械方向弾性率は約６３，０００Ｎ／ｍであり、平均交差機械方向弾性率は約７５，０００Ｎ／ｍである。

図１０は、サチェットを作製するための縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）プロセス及び機器１１４を示す。図１０に示されるように、サチェットを形成するための２つの材料ウェブ１０及び１２が機器内にもたらされ、縦方向下方にてプロセスに供給されている。充填チューブ１１６は、ウェブが分注ゾーンを通過するとき、ウェブ１０及び１２の間に配置される。ノズル１１８は、充填チューブ１１６の端部又は先端に位置する（ノズル１１８の図は第２のウェブ１０によって遮られている）。縦型封止機構１２０によって、ウェブ１０及び１２の側部に沿って垂直シールが形成される。交差（又は交差機械方向）封止機構１２２は充填ノズル１１８の下に位置する。交差封止機構１２２は、１つのサチェットの頂部と、次のサチェットの底部とに位置するシールを形成する。ノズル１１８は、初期の水平シールがパッケージの底部に形成された後、ウェブ１０及び１２の間に液体（又はペースト）製品などの製品に分注することができる。穿孔又は切断機構１２４は、（図１０に示されるように）交差封止機構１２２の上部及び下部の間に位置してもよいし、交差封止機構１２２の下に位置してもよい。穿孔機構１２４は、交差封止機構１２２によって形成されたシールを通じて穿孔１２６を形成する。完成したパッケージ又はサチェット９０を図１０の下部に示す。

図１０に示した、機器１１４の簡略化型は、単一レーン（１つのパッケージの幅）のみの幅を有する。かかる機器に、隣り合う多数レーンを設けることは既知である。現在、かかる機器では、ウェブ１０及び１２は典型的にウェブ材料の単一ローラから始まることになる。ウェブ材料の初期ローラから取られたウェブを、半分にスリット形成し、２つの旋回バー上に反転し、そしてアイドラーローラ１３０及び１３２上に流す。図１０に示されるように、ウェブ１０及び１２を、実質的に平坦な構成で機器内にもたらす。即ち、ウェブ１０及び１２はそれらの幅にわたって略平面状である。アイドラーローラ１３０及び１３２の周りを旋回後、第１及び第２の材料ウェブ１０及び１２は、封止表面を互いに対向しながら互いに略平行となる。第１及び第２の材料ウェブ１０及び１２は、ノズル（複数のノズル）１１８の領域において互いに略平行である。現在のプロセスでは、典型的には、製品がノズル１１８によって分注される空間を創出するために、材料ウェブがノズル１１８の周りを通過するときの、広がっている材料ウェブ１０及び１２に依存する。

ウェブが、この方法でノズルと製品のための空間を創出するように形成されると、ウェブの幅にわたる機械方向の張力が変化しやすくなる場合がある。例えば、ウェブ１０及び１２の外側縁部は、形成されたウェブのウェブ幅が縮小されるので、ウェブの中心線よりも堅くなる。更に、多数の隣り合うレーンが存在する場合、各レーン内ではウェブは、ノズル１１８の周りよりシールバー１２０の接触範囲内で堅くなるのは、ウェブがとる経路長が長くなるからである。これにより、ウェブの幅にわたって機械方向の張力が変わりやすいという作用として、レーン毎のウェブの形成が不安定となるという論点がもたらされる場合がある。例えば、ウェブがノズルに巻き付けられる機械の中央におけるウェブは、ウェブ幅にわたるウェブ経路長が最短となり、それによって、中心レーンが形成に最も不安定となる。これにより、様々な問題がもたらされる。例えば、前部ウェブ及び後部ウェブがとる構成は、所与のレーンで同じではないことがある。最終的に、こうすると、サチェットの交差機械方向シールにおいて小じわが形成する見込みが大きくなる。更に、サチェット上に書体がある場合、小じわにより、本文が乱され、読みづらくなる。

（２）ウェブ（複数のウェブ）の形成
図１１は、交差機械方向に多数レーンＬ１、Ｌ２、．．．Ｌ１２を有する機器を示す。これにより、単一フィルムウェブ（即ち、単一の第１の材料ウェブ１０と、単一の第２の材料ウェブ１２）から隣り合う列のサチェットを製造することが可能となる。本明細書に記載されるＶＦＦＳ機器は、２〜１２個、又はそれ以上の任意の好適な数の多数レーンを備えることができる。本明細書に記載される単位用量パッケージを作製する方法は、ウェブ１０及び１２のうちの少なくとも１つのための形成機器２０を提供する。しかしながら、典型的には、ウェブ１０及び１２の両方のための形成機器を提供することが望ましい。かかる場合、ウェブのうちそれぞれが、本明細書に記載されるタイプの形成機器２０及び２０’のうち１つを通じて流される。形成機器２０及び２０’は、水平方向及び垂直方向に対して任意の好適な角度（即ち、任意の好適な配向で）で配向され得る。好適な配向は、略垂直から略水平までの範囲とすることができる。図１１に示されるプロセスのバージョンでは、形成機器２０及び２０’は、略水平に向いており、ウェブ１０及び１２は反対方向からこのプロセスに送られている。ウェブ１０及び１２は形成機器２０及び２０’を通過するにつれて、一緒により近接してもたらされ、そして縦方向下方に旋回し、ノズル１１８を有する充填チューブ１１６の周りの、ノズルがその上にある充填ゾーン内に送られる。縦型封止機構１２０は図面の下部に示されている。

形成機器２０及び２０’は、形成ツールとしてノズルを使用する代わりに、ウェブ１０及び１２をより一貫して成形された構成に形成するのに使用される。リーク及び欠陥のリスクを、この技術を用いて大幅に低減することができる。形成機器２０及び２０’は、上述したように形成ガイド２２（及び２２’）を備える。形成ガイド２２及び２２’は、ウェブ１０及び１２の少なくとも一部をノズルから離すように構成される表面を有する。形成ガイド２２及び２２’はウェブ上に均一なひずみを維持するように成形され得る。形成ガイド２２及び２２’は、ウェブ１０及び１２を、限定するものではないが、ひだ付き構成を含む、任意の所望な形状に形成するのに使用され得る。

図１２は、ノズル１１８を囲む充填ゾーンにおけるウェブ１０及び１２の断面の一例を示す。図１２に示されるように、ひだの谷部及びピーク部の底部は、機械方向に走る一時的な折り目線によって画定される。一時的な折り目線の両側におけるウェブの部分は、機械方向に見てウェブを眺めたとき、互いに任意の好適な角度Ａ５を形成することができる。好適な角度Ａ５は、限定するわけではないが、約４５°（以下）〜約１８０°未満を含む。ウェブの折り目線は位置合わせされている。即ち、ウェブ１０の折り目線はウェブ１２の折り目線と位置合わせされている。折り畳み部分は、ノズル１１８の両側に反対側に配置されるひだの部分がノズル用の空間を創出するように位置合わせされる。単位用量パッケージ用のウェブを形成する場合、ひだは、一時的にだけ形成され、更にウェブ内にいかなる畳み目も形成されないことが望ましいことがある。ひだは、ウェブのかかる一時的なひだ付き部分がノズル（複数のノズル）の下に移動した後、平らになってもよい。図１２はウェブ１０及び１２の一つの可能な構成を示し、他の多数の構成も可能であることが理解されよう。例えば、あまり望ましくはないが、ウェブ１０及び１２のうち１つだけを形成又はひだ付けすると、本発明の利益の一部を実現することができる。

ウェブを（ローラに由来するように）平坦な構成から、サチェットなどのパッケージに変換するための方法は、以下のとおりである。多数レーンの縦型形成充填封止サチェットの作製プロセスでは、２つのウェブ１０及び１２が充填チューブ１１６の列の反対側から一緒にもたらされる。ウェブ１０及び１２はそれぞれ形成機器２０及び２０’を通過するにつれて、ウェブは一般的にそれぞれ、折り目線が機械方向に走るひだ付きウェブの形状をとる。ウェブは、ノズル１１８に隣接して、かつ垂直シールバー１２０の間を通過するとき、この形状を維持する。機械方向シール形成装置は、機械方向（ＭＤ）に配向された加熱要素（バー）１２０の形態にあってもよく、加熱要素（バー）１２０は、隣接したレーン間に位置し、かつ、最初及び最後のレーンの側方外部にも位置する。ウェブのシーラント層はそれらの融点まで加熱されて、シーラント層を一緒に熱封止する。ウェブの部分は、充填チューブ１１６間に位置する機械方向領域におけるウェブ１０及び１２に接合するように、一緒に封止される。これにより、各充填チューブ１１６及びその関連ノズル１１８を囲むチューブ状のウェブ構造体が製造される。機械方向シールにより、サチェット上の側部シールが形成されることになる。チューブ状ウェブ構造体は、後に水平に配向したシールで封止され、製品で充填され、そして再び水平シールで封止されてサチェット９０を形成する。

縦型形成充填封止プロセスでは、長く細い充填チューブが機械振動により損傷し不安定になりやすいので、充填チューブ１１６の長さを短くすることが望ましい場合もある。長い充填チューブにより、ＶＦＦＳ機械の高さがあまりに巨大になる場合もある。従来技術のプロセスにおいて充填チューブが不安定であると、結果として、サチェットの後部よりサチェットの前部に付与されるウェブ材料が多くなる、又はその逆になる場合があり、それによって小じわがシール範囲で形成されることになる。図１１に示されるように、充填チューブ１１６の長さを短くする１つの方法は、ウェブ１０及び１２を水平平面において所望のひだ付き構成に形成することである。ひだ付きウェブ１０及び１２は、その後、旋回装置上を通過し、形成された（例えば、ひだ付きの）ウェブを、充填プロセスに向けて縦方向に進む向きに旋回することができる。これにより、ウェブ１０及び１２の形成又はひだ付けが垂直配向で行われた場合、形成によりとられたことになる垂直空間のほとんどが削除される。

（３）旋回ガイド
ウェブ１０及び１２の旋回に関する１つの課題は、ひだ付きウェブを旋回装置上で再方向付けする点にある。ひだ付きウェブを従来のアイドラーローラ上を単に通過させることは、ひだ付きウェブの構造体をバックルで留め、それによってその所望のひだ付き形態が破壊される。出願人は、ひだ付きウェブをアイドラーローラの周りを旋回しようとする試みより優れたアプローチを開発した。このアプローチでは、ウェブの少なくとも１つ、典型的にはウェブ１０及び１２のそれぞれを、図１３に示される旋回ガイド１４０などの固定の特別に成形された表面上を通過させる。ウェブ１０及び１２は典型的には、図１１に示される反対方向からＶＦＦＳ機器内にもたらされることになる。ウェブ１０及び１２はそれぞれ本明細書に記載されるように形成され、その後、ウェブ１０及び１２はその自身の旋回ガイド（図１１には図示せず）上を縦方向下方に旋回される。図１３に示される旋回ガイド１４０はひだ付きウェブを４５度下方の角度で旋回する。

旋回ガイド１４０により、ひだ付きウェブ（複数のウェブ）は、ひだ付きウェブ（複数のウェブ）の折り畳み構成外で屈曲することが可能になる。ひだ付きウェブは、典型的には機械方向に配向した折り目線を有するひだを含む。ひだ付きウェブは、隆起部の折り目線が典型的には一つの平面内に横たわり、谷部の折り目線が典型的には別の平面内に横たわる三次元構造体である。これらの平面は典型的には平行である。ひだ付きウェブは、中立軸又はピッチ線を有するものと考慮され得る。図１３に示されるように、旋回ガイド１４０により、ひだ付きウェブ１０は、これらの平行平面の外で機械方向に屈曲することが可能になる（即ち、ひだ付きウェブは、ひだ付きウェブの全体平面の外で機械方向に屈曲する）。

旋回ガイド１４０は上流端、下流端、機械方向寸法ＭＤＤを有するウェブ対向面１４２、交差機械方向に配向した幅Ｗ１、及び機械方向に配置された少なくとも２つの区分１４４及び１４６を有する。図１３に示されるように、旋回ガイド１４０のウェブ接触面１４２の第１の区分１４４は、旋回ガイド１４０の幅にわたる第１の組の交互の機械方向隆起部１４８及び谷部１５０を備える。ウェブ接触面１４２の第２の区分１４６は、旋回ガイド１４０の幅にわたる第２の組の交互の機械方向隆起部１５２及び谷部１５４を備える下方傾斜区分である。旋回ガイド１４０は、第１の区分１４４の隆起部１４８が実質的に第２の区分１４６の谷部１５４と位置合わせし、第１の区分１４４の谷部１５０が実質的に第２の区分１４６の隆起部１５２と位置合わせするように構成される。換言すれば、旋回ガイド１４０は、水平部上のひだ形成面の「谷部」が下方傾斜区分上のひだ形成面の「ピーク部」になるように成形されたウェブ接触面１４２を有して、旋回プロセスは確実に、折り畳む経路長が等しいという原則に従うことになる。

旋回ガイド１４０を交差機械方向に見る面から眺めた場合、第１の組の交互の隆起部及び谷部のうち隆起部１４８は第１の平面を画定し、第２の組の交互の隆起部及び谷部における隆起部１５２は第２の平面を画定し、そして、第２の平面は、第１の組の交互の隆起部及び谷部によって画定されるウェブ対向面１４２の部分から離れる方向に第１の平面から離れるように曲げられている。ひだ付きウェブが旋回ガイド１４０のウェブ対向面１４２上を通過するとき、ひだ付きウェブは、ウェブ内のひだを維持しながら機械方向に屈曲され得る。

９０度下方への旋回を達成するために、旋回ガイド１４０のウェブ対向面の下方傾斜部を、単に垂直に作製することができるが、こうするとウェブ１０はかなり鋭いコーナーを旋回し、折れることが必要となり、これによりウェブを損傷する恐れがある。ウェブが折れなければならない鋭いコーナーを和らげるために、旋回ガイド１４０は、図１４に示されるような３つの３０度の折れなど、より小さい一連の角度を折れるように成形され得る。各３０度の折れを用いて、谷部はピーク部になり、ピーク部は谷部になり、それによってウェブの経路長が等しいという性質が保存される。図１４では、形成ガイドの頂部の谷部は、第１の３０度の折れの後、依然として谷部のままであるように見えるが、実際には谷部はピーク部になっている。かかるピーク部は、機械方向の長さがゼロであるピーク部であると考えられ得る。ピーク部の長さを最小化することにより、旋回ガイド１４０はできる限りコンパクトに保たれる。

旋回ガイド１４０の多数の代替的な実施形態が可能であり、その非限定的な数の実施形態は以下のとおりである。いくつかの実施形態では、旋回ガイド１４０は、旋回ガイド１４０のウェブ対向面に対してひだ付きウェブを保持する相手部品を有することができる。他の実施形態では、旋回ガイド１４０は相手部品を有する必要はない。他の実施形態では、エアジェット及び／又は真空がウェブを旋回ガイド１４０に対して保持するのに使用され得る。

（４）非平面状である部分を有する移動ウェブを一緒に封止する
サチェットの多数レーンが１つのウェブから同時に形成されるとき、ウェブ１０及び１２は、図１２に示される断面構成などの断面構成をとることができる。これは、交差機械方向（ＣＤ）シールを形成するために、熱封止交差機械封止バーがウェブをクランプする前の分注ゾーン内のウェブ１０及び１２の一例である。ＣＤシールを作製するためにウェブ１０及び１２のクランプとともに発生する１つの課題は、ウェブの封止される部分に小じわが形成される場合があることである。描画シーケンスの図１５Ａ〜図１５Ｄに示されるように、シールバー１２２及び１２２’は一体となり、結合されたウェブは、封止のため平坦な構造体を形成するために、水平に広がることができない。図１５Ａ〜図１５Ｃは、一体になる封止バー１２２及び１２２’のシーケンスを示す。図１５Ｄは、封止バー１２２及び１２２’が離れて後ろにさがった後、形成され得るウェブ内の小じわを示す。

それゆえ、改善された方法及び機器は、非平面状である部分を有する２つの移動する材料ウェブを一緒に封止するために開発されてきた。材料ウェブ１０及び１２の非平面状部分は材料ウェブ（複数の材料ウェブ）の幅にわたって形成される。非平面状部分としては、限定するものではないが、ウェブ（複数のウェブ）内の折り目、ひだ、しわ、及び小じわを含むことができる。非平面状部分を有するウェブ（複数のウェブ）は、機械方向を略配向した折り目線によって画定され得る。

２つの移動する材料ウェブを一緒に封止するための方法及び機器は、非平面状である部分を有する移動する材料ウェブが存在する任意の好適なプロセスで使用され得る。かかるプロセスとしては、ウェブを成形するためにノズルを使用する従来技術の縦型形成充填封止プロセス、及び、もちろん、ノズルの周りでウェブを成形する形成機器を使用する本明細書に記載される改善されたプロセスが挙げられるが、これらに限定されない。

２つの移動する材料ウェブを一緒に封止するための機器は、第１のコンポーネント１６０と、反対側の第２のコンポーネント１６２とを備える。図１６Ａ〜図１６Ｃに示されるように、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２は、交差機械方向の封止バー１２２及び１２２’（又は１２２’及び１２２）を備えることができる。即ち、第１及び第２のコンポーネントは、交差機械方向の封止バーと同じにすることができ、そして交差機械方向の封止バーは、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の一部を備えることができる。他の実施形態では、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２は、交差機械方向の封止バー１２２及び１２２’から別々の要素を備えることができる。

第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２が交差機械方向封止機構と別々である場合、交差機械方向封止機構のうち少なくとも一部は、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の上流及び／又は下流に位置することができる。交差機械方向封止機構が機械方向に互いに離間する交差機械方向シール形成要素を備える場合、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２のうち少なくとも一部は、かかる交差機械方向シール形成要素の間に位置することができる。機器内のそれらの位置にかかわらず、典型的には、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２のうち少なくとも１つは、互いに向かって可動である。

図１６Ａ〜１６Ｃに示される実施形態では、第１のコンポーネント１６０は、少なくとも１つのくぼみ１６６を有するウェブ接触面１６４を有する。１個〜２個又はそれ以上の任意の好適な数のくぼみが存在してもよい。くぼみ（複数のくぼみ）１６６は、所望の機能を実行するのに好適であるという条件の下に、任意の好適な構成とすることができる。例えば、サチェットの作製において、ウェブの部分がくぼみの中に堆積される場合、機械方向シール幅が、くぼみ１６６にフィルム堆積の量を足した合計より、又はくぼみ１６６にフィルム堆積の量を足した幅より、約少なくとも２０％〜３０％だけ大きいようにくぼみ１６６が十分に狭いことが望ましい場合がある。これにより、交差機械方向シールは機械方向シールに交差すると、完成したサチェットは、全周囲で封止されることになることが確保される。好適なくぼみ構成としては、限定するものではないが、機械方向に配向した溝、及び機械方向に配向した谷部が挙げられる。反対側の第２のコンポーネント１６２は、第１のコンポーネント１６０に対向するウェブ接触面１６８を有する。第２のコンポーネント１６２は、少なくとも１つの突出部を備え、それは第１のコンポーネント１６０のウェブ接触面１６４内のくぼみ１６６と嵌合する突出要素１７０の形態であってもよい。

移動する材料ウェブ１０及び１２は、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の間に送られる。移動する材料ウェブの部分を一緒に封止するための封止機構１２２（第１及び第２のコンポーネントの部分でなくても）は、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２に近接して位置する。封止機構１２２は、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の上流であっても、第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の下流であってもよいし、又は第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の上流及び下流の両方にある封止機構、若しくは封止機構の部分が存在してもよい。図１６Ａ〜図１６Ｃに示される実施形態では、封止機構は第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２の部分であり、第１及び第２のコンポーネントの表面に位置する。

図１６Ａ〜図１６Ｃに示されるように、第２のコンポーネント１６２のウェブ対向面１６８上の突出要素１７０は、引き込み可能で、封止前に、ウェブの区分をくぼみ（例えば、溝）１６６の中に押し込むようにバネ付勢されてもよい。引き込み可能で、バネ付勢された突出要素１７０は、突出要素１７０を、第２のコンポーネント１６２のウェブ対向面１６８内のくぼみ１７４内に位置するバネ１７２に接合することによって形成される。封止前に、ウェブの区分を溝１６６の中に押し込むバネ付勢された特徴を追加することによって、封止される範囲内のウェブの過剰部分を、シールバーがウェブに接触する前に、伸張することができる。

イベントのシーケンスが図１６Ａ〜図１６Ｃに示されている。図１６Ａは、形成されるサチェット間に交差機械方向シールを形成するために、一体になり始めている封止バーを有する第１及び第２のコンポーネントを示す。図１６Ａに示されるように、２つのサチェットが形成されている。この特定の実施形態では、くぼみ１６６及び突出要素１７０は、ウェブ１０及び１２の形成された部分の間の空間内に位置合わせされる。（他の実施形態では、これは必須である必要でない。）突出要素１７０は、第２のコンポーネント１６２のウェブ接触面１６８からくぼみ１６６に向かって外側に延在する。図１６Ｂは、突出要素１７０がウェブをくぼみ１６６内に押し込むほど近くに第１及び第２のコンポーネントが一緒に移動した後の第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２を示す。突出要素１７０の周りの矢印が示すように、こうすると突出要素１７０及びくぼみ１６６に隣接するウェブの部分が突出要素１７０に向かって引っ張られ、平らにされる。図１６Ｃは、交差機械方向シールを形成するために、第１及び第２のコンポーネントの面がウェブをそれらの間にして一緒にもたらされる段階の第１及び第２のコンポーネント１６０及び１６２を示す。この段階では、バネ付勢された突出要素１７０は、第２のコンポーネント１６２の面内のくぼみ１７４の中に後退する。

（１）ウェブの非平面状部分の少なくとも一部を伸張及び平らにするために、ウェブの少なくとも部分を第１のコンポーネント１６０のウェブ接触面内の少なくとも１つのくぼみ１６６に押し入れる工程と、（２）平らにされた非平面状部分にわたって第１及び第２のウェブの部分を一緒に封止する工程とが、ウェブの少なくとも部分を第１のコンポーネント１６０のウェブ接触面内の少なくとも１つのくぼみ１６６に押し入れるという工程（１）が、封止工程で形成されたシールが設定完了前に発生するという条件下で、工程（２）の前に工程（１）が行われる、又は工程（１）及び工程（２）が同時に行われる、などの任意の順序で発生し得る。

図１７は交差機械方向シールを形成するための機器の代替の実施形態を示す。図１７では、機器は第１及び第２のコンポーネント１８０及び１８２を備える。コンポーネント１８０及び１８２のそれぞれは、それぞれ複数の突出部及び複数のくぼみを有する三次元封止表面１８４及び１８６を有する。第１及び第２のコンポーネント１８０及び１８２上の突出部及びくぼみは、相補的で、反対側の突出部及びくぼみのうち少なくとも一部は互いに嵌合する。嵌合する突出部及びくぼみは、任意の好適な構成とすることができる。図示される実施形態では、第１及び第２のコンポーネント１８０及び１８２の封止表面１８４及び１８６は、波頭は長手方向に延在する正弦波構成を有する。ウェブ１０及び１２（図示せず）は、ひだ付き構成をなす場合、交差機械方向シールがなされる前、各ウェブの一縁部から各ウェブの反対縁部までの距離は、平坦なウェブの幅未満である。小じわを形成し得る封止コンポーネント間の一部の場所において余分な材料を有するのを回避するために、封止表面１８４及び１８６は、封止表面１８４及び１８６に沿った正弦波経路の交差機械方向長さが平坦なウェブの幅と同等であるように構成される。形成するパッケージ（例えば、サチェット）ごとに、１個〜２個又はそれ以上の任意の好適な数の正弦サイクルがあってもよい。封止表面１８４及び１８６はまた任意の好適なコーティングでコーティングされてもよい。

（５）サチェットを充填する
サチェットを作製するプロセスの場合、第１の交差機械方向シールが、サチェットの底部を形成するようになされる。製品は、頂部が開いたサチェットの中に分注される。製品は、シールがサチェットの底部が形成するようになされた後、分注され得る。他の実施形態では、製品は、（製品がシール範囲まで流れ落ちるまで少し時間がかかるので）シールが最大のライン速度でサチェットの底部を形成するようになされる少し前に、分注され得る。製品は、任意の好適な分注装置又は機器で分注され得る。好適な装置としては、限定するものではないが、分注される製品に応じて、ノズル、容積ポンプ、及び個体又は粉末を分注するための装置が挙げられる。本説明ではノズルを記載するが、他の分注装置を代わりに使用してもよい。

ノズル１１８、及びそのオリフィスは、任意の好適なタイプ及び構成のものであってもよい。１つの好適なノズルは、ハイバーシステム社（Hibar Systems Limited）（カナダ、トロント）から入手できる、６．４ｍｍ（１／４インチ）の分注オリフィス直径を有するハイバーダブルアクティングフィルチューブアセンブリ（Hibar Double Acting Fill Tube Assembly）（９．５３ｍｍ（３／８”）ＩＤ）の円形状オリフィスポジティブシャットオフノズルである。別の実施形態では、ノズルは、多数オリフィスを有してもよい。即ち、ノズルは、多数孔又は「多孔」ノズルであってもよい。多孔ノズルの例は、２０１３年９月１７日出願の米国特許出願第１４／０２８，８７７号に記載されている。ノズルアセンブリ及びノズルコンポーネントの放出末端部は任意の好適な構成（複数の構成）を有することができる。例えば、多孔ノズルが縦型形成充填封止プロセスに使用される場合、多孔ノズルの放出末端部が、パッケージの形成に使用される２つの材料ウェブ間の空間内に、より良好に適合するように構成されるように、放出末端部が、平坦な菱形形状などの平坦な形状を有することが望ましい場合がある。

単一のノズルから多数のノズルまで任意の好適な数のノズル１１８が存在してもよい。図１１に示したように、パッケージを形成するための多数のＣＤレーンを備える機器において、交差機械方向（ＣＤ）に多数のノズルが設けられてもよい。多数の隣り合うレーンが存在する場合、限定するものではないが、２個〜１２個又はそれ以上のレーンを含む任意の好適な数のレーンがあってもよい。多数のノズル１１８は、例えばＣＤにおける列に、実質的に位置合わせされていてもよい。

ノズル１１８は、静的又は可動であってもよい。可動ノズル機構は従来技術の部分であることが認められない。図１０に示したように、可動ノズル機構が縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）プロセスに使用される場合、ノズル１１８は矢印の方向に縦方向にて上方及び下方に移動することができる。ノズル１１８は、投与中、一定速度又は可変速度で移動してもよい。ノズルの速度が可変の場合、ノズルの運動は、投与中、加速又は減速され得る。

液体の各用量をパッケージの中にきれいに分注して、用量間に液体の流れを実質的に直ちに停止することが望ましい。投与間に、分注ノズル１１８から滴が漏れ、又は製品の筋を生じる場合、用量間のシール範囲は汚染される場合があり、潜在的にシールの破損及び漏れやすいサチェットの原因となる。投与の制御は、充填システム又は充填制御システムを使用することにより達成される。充填制御システムを有する充填（又は投与）システムの例は、２０１３年２月２６日に出願された米国特許出願番号第１３／７７６，７５３号及び米国特許出願第１３／７７６，７６１号に記載されている。

図１０に示したような縦型形成充填封止（ＶＦＦＳ）機器１１４は、機械が稼働している間、静的ノズル１１８と静的シールバー１２０及び１２２とを有してもよい。しかしながら、ノズル１１８は、サチェットの長さを変化させたい場合、上昇及び下降できる必要があり得る。これは機械が稼働していないときに為し得る設定変更である。一実施形態において、ＭＤシールバー１２０をウェブの片側に固定してもよく、固定したＭＤシールバーの表面は、ノズル１１８の中心線と位置合わせされる面内にある。反対側のＭＤシールバー１２０は、ウェブ１０及び１２を間にして、固定シールバーに対してバネ付勢されてもよい。ノズル１１８は、例えば、サチェットの長さ及び充填容積に応じてＣＤ封止バー１２２の初期接触地点から公称２０〜９０ｍｍ上方にて固定されたままであってもよい。

更なるプロセス調整が必要な場合、ＭＤシールバー１２０、ノズル１１８、又は両方は、ウェブ１０及び１２の下方移動と共に上昇及び下降することができる。ＭＤシールバー１２０は、まっすぐに上昇及び下降してもよい。代替的に、ＭＤシールバー１２０は、ウェブ１０及び１２との接触を失うのに十分なだけ約１ｍｍ拡がって、半長円形移動にて移動してもよい。その後、バー１２０はフィルムと接触し、バーの運動をフィルム速度と一致させた状態で、ある距離、例えばサチェットの長さの約５〜約５０パーセント、下降した後、開始時の接触位置に後退し戻る。シールバーの移動及び長さは、ウェブを個々のサチェットに切断する前に、連続するサチェットとなる物の間に連続的なＭＤシールが存在することを確実にするよう設計されることが望ましい。

更に、ノズル先端１１８が常に充填目標から固定距離のままであるように、ノズル１１８を移動してもよい。例えば、充填の開始時にサチェットの底部がノズル１１８の先端１１８から２５ｍｍ下方に位置する場合、充填が進行するにつれて、ノズル１１８の先端１１８から流体の区画の頂部までが少なくとも２５ｍｍの間隔を維持するように、ノズル１１８を上方に後退させてもよい。その後、ＣＤシーラー４２が閉じることができるように、ノズル１１８を、充填終了時により速く上方に後退させてもよい。ノズル移動の他の１つの代替としては、シールがサチェットの変形を低減するように最初になされるときに、ノズル１１８をＣＤシールバー１２２から更に離間させることがあるであろう。上述したボトムアップ充填シーケンスを進行するために、いったんＣＤシールプロセスが開始したら、その後、ノズル１１８の先端１１８をサチェット内に下げてもよい。

サチェットを作製するためのプロセスは、機械方向スリットを形成するための機器と、交差機械方向穿孔／切断のための機器を含むことができる。機械方向スリットを形成するための機器及び交差機械方向穿孔／切断のための機器は、交差機械方向封止装置１２２の上流又は下流に位置することができる。例えば、機械方向スリットを形成するための機器は、交差機械方向封止装置１２２の上流に位置することができ、交差機械方向穿孔／切断のための機器は、交差機械方向封止装置１２２の下流に位置することができる。機械方向スリット形成（slitting）は、アンビルに対するクラッシュスリッター又は剪断スリット形成機器によるものを含むが、これらに限定されない任意の好適な機構１２６により行うことができる。単位用量パッケージのウェブは、各レーン間で、又は所望通りに別様にスリット形成されてもよい。スリットは連続的であってもよく、又は断続的な穿孔であってもよい。交差機械方向穿孔プロセスは、特定の列の間を切断して、マット（製品のマトリクス）を作製するように設計及び操作されてもよい。機械的工具は、機械方向スリット形成機器及び交差機械方向スリット形成機器の両方に使用され得る。しかしながら、機械方向又は交差機械方向におけるレーザースリット形成を用いてもよい。スリット形成及び穿孔／切断動作が完了後、サチェットの製造は完了する。

本明細書で開示する寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。むしろ、特に断りがない限り、このような寸法は、列挙されている値と、その値周辺の機能的に同様の範囲の双方を意味するように意図されている。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。

本明細書の全体を通じて与えられる全ての最大の数値限界は、全てのより小さい数値限界を、恰もかかるより小さい数値限界が本明細書に明確に記載されているものと同様にして含むことは理解すべきである。本明細書全体を通して与えられる全ての最小数値限定は、それよりも高い全ての数値限定を、より高い数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように包含する。本明細書の全体を通して与えられる全ての数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に入るより狭い全ての数値範囲を、そのような狭い数値範囲があたかも全て本明細書に明示的に記載されているかのように包含する。

あらゆる相互参照又は関連特許若しくは関連出願を含む、本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数または複数）と組み合わせたときに、そのような発明全てを教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と競合する程度に、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

以上、本発明の特定の実施形態を図示及び説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行い得る点は当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。

Claims (12)

1. パッケージを形成するための機器であって、
   第１の材料ウェブ及び第２の材料ウェブを機械方向の前記機器内に送るための送り込みゾーンであって、前記第１及び第２の材料ウェブは、前記機械方向に配向した長さと交差機械方向に配向した幅とを有する、送り込みゾーンと、
   少なくとも一時的に前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つをそれらの幅にわたって成形するための、前記送り込みゾーンに隣接する形成ガイドであって、前記形成ガイドが、ウェブ対向面及び反対面を有し、前記形成ガイドが、前記形成ガイドの他の部分より前記ウェブ対向面から一層外側に離間されている前記ウェブ対向面の部分上の少なくとも２つの突出部を備え、前記突出部が前記交差機械方向に前記突出部の間の凹部によって分離されている、形成ガイドと、
   前記第１及び第２の材料ウェブの間の製品を分注するための少なくとも１つのノズルであって、前記少なくとも１つのノズルは前記形成ガイドの下流に位置し、前記形成ガイド上の前記突出部及び前記凹部が前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つの部分を前記少なくとも１つのノズルから離間するように位置合わせされる、少なくとも１つのノズルと、
   前記第１及び第２の材料ウェブをその間の製品とともに一緒に密封するための、前記少なくとも１つのノズルの下流にある少なくとも１つの密封装置と、
   を備える、機器。
2. 前記形成ガイドが、前記第１の材料ウェブをその幅にわたって少なくとも一時的に成形するための第１の形成ガイドを備え、前記第２の材料ウェブをその幅にわたって少なくとも一時的に成形するための第２の形成ガイドを更に備える、請求項１に記載の機器。
3. 前記第１の形成ガイド上の前記突出部が隆起部を備え、前記第２の形成ガイドが少なくとも１つの隆起部を備え、前記第２の形成ガイド上の少なくとも１つの隆起部が前記第１の形成ガイド上の隆起部と実質的に位置合わせする、請求項２に記載の機器。
4. 前記形成ガイド（複数の形成ガイド）のための相手部品を更に備え、前記第１及び第２の材料ウェブが前記形成ガイドと前記相手部品との間に送られるとき、前記相手部品が、前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つをそれらの幅にわたって少なくとも一時的に成形するように、前記形成ガイドと協働する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の機器。
5. パッケージを形成するプロセス中に少なくとも２つのパッケージを隣り合う配向で作製するための多数レーン機器であって、前記ウェブが前記形成ガイド間を通過しながら、各点が前記材料ウェブの一側縁部から等距離である一連の点を通じて経路長を測定する場合、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）が、前記少なくとも１つの材料ウェブの幅にわたって実質的に等しい経路長を有する前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つを提供するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の、多数レーン機器。
6. 前記形成ガイド（複数の形成ガイド）上の前記突出部が、前記機械方向に配向された複数の離間された隆起部を備え、前記凹部が谷部であり、前記隆起部がその間を走る、やはり機械方向に配向されている谷部によってそれぞれ分離されている、請求項５に記載の多数レーン機器。
7. 前記形成ガイド（複数の形成ガイド）上に前記機械方向に配向されている前記複数の離間された隆起部及び谷部が、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の第１の部分を備え、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の第２の部分が、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の前記第１の部分における前記隆起部及び谷部に対して、ある角度で配向されている複数の離間された隆起部及び谷部を備え、前記角度が、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の前記第１の部分における前記隆起部及び谷部に対して好ましくは９０°未満、より好ましくは約４５°〜約８９°である、請求項６に記載の多数レーン機器。
8. 前記形成ガイド（複数の形成ガイド）上に前記機械方向に配向されている前記複数の離間された隆起部及び谷部が、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の第１の部分を備え、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の第２の部分が、前記形成ガイド（複数の形成ガイド）の表面の前記第１の部分における前記隆起部及び谷部に対してある角度で配向されている複数の離間されたローラを備える、請求項６に記載の多数レーン機器。
9. 前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つが少なくとも部分的に成形された後、前記少なくとも１つの材料ウェブを旋回するための、機械方向を有するウェブ接触面と交差機械方向に配向された幅と、前記機械方向に配置された区分とを有する旋回ガイドを更に備え、前記ウェブ接触面の第１の区分が、前記旋回ガイドの幅にわたる交互の機械方向の隆起部及び谷部を備え、前記ウェブ接触面の第２の区分が、前記旋回ガイドの幅にわたる交互の機械方向の隆起部及び谷部を備え、前記第１の区分の前記隆起部が前記第２の区分の前記谷部と実質的に位置合わせするとともに、前記第１の区分の前記谷部が前記第２の区分の前記隆起部と実質的に位置合わせする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の多数レーン機器。
10. 前記第１及び第２の材料ウェブが下方移動し実質的に縦配向の前記ノズルを通り過ぎる縦型形成充填密封機器を備え、前記パッケージがサチェットを備える、請求項５〜９のいずれか一項に記載の多数レーン機器。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の、パッケージを形成するための機器を用いて、パッケージを形成するための方法であって、
    ａ）２つの反対面をそれぞれ有する第１の材料ウェブ及び第２の材料ウェブを機械方向に前記パッケージ形成機器に送る工程と、
    ｂ）前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つの少なくとも一部を前記少なくとも１つのノズルから離間するために、前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つをそれらの幅にわたって少なくとも一時的に成形するよう、前記第１及び第２の材料ウェブのうち少なくとも１つを形成ガイドに隣接して通過させる工程と、
    ｃ）前記少なくとも１つのノズルを用いて前記第１及び第２の材料ウェブの間の製品を分注する工程であって、前記第１及び第２の材料ウェブが前記少なくとも１つのノズルのそばに向かい合った関係となるようにする。工程と、
    ｄ）前記第１及び第２の材料ウェブの部分をそれらの間の前記製品とともに一緒に密封して、前記製品を収容するパッケージを形成する工程と、を含む方法。
12. 前記形成ガイドが、少なくとも一時的に、前記第１及び第２の材料ウェブを、前記機械方向に走る少なくとも１つの折り目線をもつひだ付き外形を有する構成に成形する、請求項１１に記載の方法。

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