JP2018140519A - パウチ容器のヒートシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パウチ容器のヒートシール装置において、トップシール部材及び一対のサイドシール部材の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保できるようにする。【解決手段】胴部前面、胴部後面及び天ガセットを有するパウチ容器のヒートシール装置は、胴部前面ｐ１及び胴部後面ｐ２を挟んで押圧加熱してサイドシール部を形成する金属製の一対のサイドシール部材３２と、サイドシール部材３２の各上面との間に胴部前面ｐ１及び胴部後面ｐ２及び天ガセットｐ４を挟んで押圧加熱してトップシール部を形成する金属製のトップシール部材３０とを備える。トップシール形成突部４０の天ガセットｐ４との当接面に、第１弾性層４１が設けられる。一方のサイドシール部材のサイドシール形成突部４８の胴部前面ｐ１に接触する当接面に、第２弾性層４８ａが設けられている。【選択図】図１４

Description

本発明は、パウチ容器のヒートシール装置に関し、特に、互いに対向する胴部前面及び胴部後面の上部に天ガセットがヒートシールされたパウチ容器のヒートシール装置に関する。

従来、下記特許文献１には、１枚のシート材を折り曲げ形成することで、両側縁が互いにヒートシールされた胴部前面及び胴部後面と、内側に二つ折りされた状態で胴部前面及び胴部後面の下部にヒートシールされた底ガセットと、胴部前面及び胴部後面の上部にヒートシールされた天ガセットとを備えたパウチ容器を互いに繋がった状態で製造し、最終的に個々に切断することによってパウチ容器を製造する製造装置が記載されている。

上記パウチ容器の製造装置では、胴部前面及び胴部後面を互いに対向した状態で縦方向（例えば鉛直方向）に沿って配置し、胴部前面及び胴部後面の各上部を互いに異なる方向に折り曲げるとともに、胴部前面及び胴部後面の各下部を互いに異なる方向に折り曲げた状態とし、正面視で略Ｉ字状に形成する。そして、このように折り曲げられた胴部前面及び胴部後面の各上部の上にスパウト装着済みの天ガセットを配置し、胴部前面及び胴部後面の各下部の下に底ガセットを配置する。

この状態で、ヒートシールユニットにおいて、胴部前面及び胴部後面の幅方向の両側縁がヒートシールされてサイドシール部が形成され、胴部前面及び胴部後面の上縁と天ガセットの周縁とがヒートシールされてトップシール部が形成され、胴部前面及び胴部後面の下縁と底ガセットの周縁とがヒートシールされたボトムシール部が形成される。このようにしてスパウト付きパウチ容器が連続的に繋がった状態で製造される。

特許第５４５６４１６号公報

上記特許文献１のパウチ容器の製造装置では、ヒートシールユニットにおいて、一対のサイドシール部材の間に胴部前面及び胴部後面の両側縁を挟持してサイドシールが形成され、これと同時に、トップシール部材と一対のサイドシール部材との間に胴部前面及び胴部後面の上縁と天ガセットの周縁とがヒートシールされてトップシール部が形成されるとともに、ボトムシール部材と一対のサイドシール部材との間に胴部前面及び胴部後面の下縁と底ガセットの周縁とがヒートシールされたボトムシール部が形成されることになる。

この場合、一対のサイドシール部材の横方向移動と、トップシール部材の昇降移動、及びボトムシール部材の昇降移動は、モータを駆動源とする移動機構によってそれぞれ実現されるが、各シール部材間で胴部前面及び胴部後面、天ガセット、ならびに、底ガセットを適度な押圧力で挟持できるように各シール部材の押圧面全体が均一に当接するように調整することは非常に手間と時間がかかる煩雑な作業であった。

より詳しくは、各シール部材の押圧面の面当たりの精度が低いと、押圧面が不均一に当接することになり、挟持力（または押圧力）が弱い部分ではシール部の接合強度が低下することになり、他方、挟持力が強くなり過ぎた部分では、各シール部材がパウチ容器を構成するシート材を介して衝突することによって、上記シート材が損傷したり、あるいは、各シール部材や移動機構に衝撃が加わって破損や故障の原因となるおそれがある。

ここで、上記のような各シール部材の押圧面の面当たりの精度が低い状態を解消するため、一対のサイドシール部材の少なくとも一方の当接面と、トップシール部材の当接面に例えばゴム等からなる弾性層を配置することが考えられる。このようにすると、一対のサイドシール部材及びトップシール部材の押圧面の面当たりの精度が低くても、弾性層によって押圧面が不均一に当接することがなくなり、衝撃を吸収できるため、各シール部材の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保することが極めて容易になる。しかしながら、この場合、サイドシール部材の当接面に設けられた弾性層の端部とトップシール部材の当接面に設けられた弾性層間に胴部前面または胴部後面の上部と天ガセットの周縁とが挟持される領域が発生する。この領域は、弾性層は金属製シール部材より伝熱性が悪く、かつ、金属製シール部材同士で挟持する場合に比べて押圧力も低くなるため、この領域に形成されるトップシール部の接合強度が低下する可能性がある。

本発明の一つの目的は、一対のサイドシール部材及びトップシール部材でシート材を挟んでサイドシール部及びトップシール部を形成するパウチ容器のヒートシール装置において、各シール部材の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保できるようにすることである。また、本発明の別の目的は、弾性層同士でシート材を挟持する領域をなくしてトップシール部の接合強度低下を抑制することである。本発明は、これらの何れかの目的を達成すればよい。

本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置は、幅方向の両側端縁部同士がサイドシール部によってシールされた胴部前面及び胴部後面と、前記胴部前面及び胴部後面の各上端部にトップシール部によって周縁部がシールされた天ガセットとを有するパウチ容器のヒートシール装置であって、胴部前面及び胴部後面の幅方向の両側縁部を挟んで押圧加熱することによりサイドシール部を形成する金属製の一対のサイドシール部材と、胴部前面及び胴部後面を挟んだ状態にあるサイドシール部材の各上面との間に胴部前面及び胴部後面の各上端部及び天ガセットの周縁部を挟んで押圧加熱することによりトップシール部を形成する金属製のトップシール部材と、を備え、前記トップシール部材はトップシール形成突部を有し、前記トップシール形成突部の天ガセットとの当接面に第１弾性層が設けられ、前記一対のサイドシール部材はサイドシール形成突部をそれぞれ有し、一方のサイドシール部材のサイドシール形成突部の胴部前面または胴部後面に接触する当接面に第２弾性層が設けられているものである。

本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置において、前記サイドシール形成突部の当接面の上端部はサイドシール形成突部を構成する金属部分で構成され、前記第２弾性層の上端部は前記金属部分の下側に隣接して位置してもよい。

この場合、前記第２弾性層は、サイドシール形成突部の当接面において前記金属部分と略面一に形成されているのが好ましい。

また、本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置において、前記第２弾性層は、金属製であるサイドシール形成突部に形成された段差部に嵌め込まれて設けられてもよい。

本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置によれば、第１弾性層及び第２弾性層によって、各シール部材の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき、十分な接合強度を確保することができる。

また、本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置において、サイドシール部材の当接面の上端を金属部分で構成し、この上端近傍に第１弾性層の端部が位置するように配置すれば、第１弾性層と第２弾性層の間で胴部前面または胴部後面の上部及び天ガセットの周縁部が挟持される領域が無くなり、その結果、トップシール部の接合強度低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態であるパウチ容器の製造装置の全体構成を示す正面図である。 図１の製造装置で製造されるパウチ容器に内容物が充填された状態での斜視図である。 図２に示したパウチ容器が折り畳まれた状態での（ａ）上面図、（ｂ）正面図、及び（ｃ）図３（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。 罫線形成ユニット、及び、パンチングユニットの処理内容を示す、シート材の平面図である。 折り畳みユニット及びスパウト装着ユニットの処理内容を示す図である。 解除機構の一例を示す図である。 第１シールユニットに設けられた加熱機構の正面図である。 トップシール部材を下側から見た斜視図である。 サイドシール部材の斜視図である。 ボトムシール部材の斜視図である。 第１シールユニットを通過したシート材の（ａ）上面図及び（ｂ）側面図である。 第２シールユニットを通過したシート材の側面図である。 第１シールユニットの加熱機構がシート材を挟持した状態を示す図である。 （ａ）は図１３におけるＤ部の拡大断面図であり、（ｂ）は変形例を示す（ａ）と同様の図である。 （ａ），（ｂ）は第２弾性層の端部の変形例をそれぞれ示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

以下においては、本実施形態の製造装置によって製造されるパウチ容器が胴部前面と胴部後面との間の下部に底ガセットが設けられた自立型のパウチ容器である例について説明するが、これに限定されるものではなく、本発明は底ガセットを有しない非自立型のスパウト付きパウチ容器に適用されてもよい。また、以下では、天ガセットにスパウトが装着されたパウチ容器の製造装置について説明するが、スパウトが無いパウチ容器の製造装置に適用されてもよい。

図１は、パウチ容器ＳＰの製造装置１の概略構成図である。この製造装置１は、シート材を適宜、折り曲げて接合することにより自立型のパウチ容器ＳＰ（スタンディングパウチ）を製造する装置である。

この製造装置１の説明に先立って、まず、当該製造装置１で製造されるパウチ容器について説明する。図２は、この製造装置１で製造するパウチ容器ＳＰの斜視図、図３は、当該パウチ容器ＳＰの（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）図３（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。なお、この図２及び図３において、ハッチングを施した箇所は、シート材同士が熱により接合されたヒートシール部である。

パウチ容器ＳＰは、シート材を袋状に貼り合わせて形成される容器で、液体や粉体など様々な内容物の収容に用いられる。このパウチ容器ＳＰに用いられるシート材としては、片面にヒートシール性を備え、適度な可撓性を備えているのであれば、その材質や肉厚は特に限定されない。したがって、例えば、ヒートシール性に富むポリエチレンやエチレン−プロピレン共重合体などからなる内層と、印刷性やガス遮蔽性に富むポリアミドやポリエステルなどからなる外層と、を積層した複合フィルムなどを用いることができる。なお、この材質は、あくまで一例であり、パウチ容器ＳＰとして要求される強度や、パウチ容器ＳＰ内に収容する内容物の性質などに応じて、適宜、異なる材質、肉厚のシート材が選択されてもよい。

本実施形態が製造対象としているパウチ容器ＳＰは、互いに対向する胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２と、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の上端部に接合された天ガセットＰ４、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の下端部に接合された底ガセットＰ３、及び、天ガセットＰ４の略中央に接合されたスパウトＱを備えている。

スパウトＱは、筒部Ｑ１及びフランジ部Ｑ２を備える。筒部Ｑ１及びフランジ部Ｑ２は、樹脂一体成形によって形成されている。筒部Ｑ１は、内容物の充填及び取り出し口となる部分である。パウチ容器ＳＰに内容物が充填された後に、例えばねじ式のキャップによって閉じられる。フランジ部Ｑ２は、スパウトＱをパウチ容器ＳＰに固定する部分である。筒部Ｑ１が天ガセットＰ４の貫通孔に挿入された状態で、フランジ部Ｑ２の上面に天ガセットＰ４の内面がヒートシールされている。なお、このスパウトＱのフランジ部Ｑ２と天ガセットＰ４とのヒートシール部を、以下では、「スパウトシール部Ｓａ」と呼ぶ。

胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２は、幅方向の両側縁部が互いにヒートシールにより接合され、サイドシール部Ｓｓが形成されている。天ガセットＰ４は、上面視略八角形をしており、その中央にはスパウトＱの挿通を許容する貫通孔が形成されている。この天ガセットＰ４の周縁部は、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の上端部に接合され、トップシール部Ｓｔを形成している。

底ガセットＰ３は、内側に二つ折りにされた状態で、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の下部に挟持される部位である。この底ガセットＰ３の周縁部は、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の下端部に接合され、略舟形のボトムシール部Ｓｂを形成する。

ボトムシール部Ｓｂには、略三角状の未シール部Ｙが形成されている。未シール部Ｙでは、胴部前面Ｐ１と胴部後面Ｐ２とが接合されていない。底ガセットＰ３には、未シール部Ｙに対応する位置に、略半円状の切欠部Ｃが形成されている。かかる切欠部Ｃが形成されることにより、当該箇所において、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２が、直接、接触することが可能となる。そして、この切欠部Ｃ、換言すれば、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の接触部を介して、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２の下部の両側縁部が接合される。

また、サイドシール部Ｓｓの下部には下側スポットシールＬＰが形成され、サイドシール部Ｓｓの上部には上側スポットシールＵＰが形成されている。下側スポットシールＬＰは、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２と底ガセットＰ３との境界部、すなわち、サイドシール部Ｓｓとボトムシール部Ｓｂの境界部に形成され、該境界部の接合強度をより向上させるために形成される。上側スポットシールＵＰは、胴部前面Ｐ１及び胴部後面Ｐ２と天ガセットＰ４との境界部、すなわち、サイドシール部Ｓｓとトップシール部Ｓｔの境界部に形成され、該境界部の接合強度をより向上させるために形成される。

続いて、図１を参照して、製造装置１の全体的な構成を説明する。製造装置１には、パウチ容器ＳＰの材料となるシート材Ｍをロール状に巻回したシートロールＳＲがセットされており、図示しない送出機構により、シート材Ｍが連続的に送出される。

送出されたシート材Ｍには、罫線形成ユニット１０、パンチングユニット１２、折り畳みユニット１６、スパウト装着ユニット１８、第１シールユニット２０、切除ユニット２２、第２シールユニット２４により、順次、所定の処理が施される。そして、複数の処理が施されたシート材Ｍは、最終的には、切断ユニット２６により所定幅間隔で切断され、分離した個々のパウチ容器ＳＰとして出力される。ここで、第１シールユニット２０が本発明に係るパウチ容器のヒートシール装置に相当する。

次に、各ユニットでの処理内容について説明する。図４は、罫線形成ユニット１０及びパンチングユニット１２の処理内容を示す図である。罫線形成ユニット１０は、送出されてきたシート材Ｍに、複数本の罫線Ｌ１〜Ｌ８を連続的に形成するユニットである。この罫線は、下流での折り畳み作業を容易にするために形成されるもので、例えば、シート材Ｍに細幅のローラを当接させることで形成できる。

本実施形態では、シート材Ｍの幅方向に間隔を空けて、８本の罫線Ｌ１〜Ｌ８を形成している。後述する折り畳みユニット１６等では、この罫線Ｌ１〜Ｌ８に沿って、シート材Ｍが折り曲げられる。シート材Ｍのうち、一端から第１罫線Ｌ１までの範囲が、最終的に天ガセットＰ４を構成する。以下では、この天ガセットＰ４を構成する部分を、「天シート部ｐ４」と呼ぶ。同様に、最終的に胴部前面Ｐ１を構成する第１罫線Ｌ１から第４罫線Ｌ４までの範囲を「前シート部ｐ１」、最終的に底ガセットＰ３を構成する第４罫線Ｌ４から第６罫線Ｌ６までの範囲を「底シート部ｐ３」、最終的に胴部後面Ｐ２を構成する第６罫線Ｌ６からシート材Ｍの他端までの範囲を「後シート部ｐ２」と呼ぶ。

パンチングユニット１２は、天シート部ｐ４にスパウト孔Ｈを形成するとともに、底シート部ｐ３に一対の接合孔ｈを形成するユニットである。パンチングユニット１２は、天シート部ｐ４に例えば円柱状のパンチを打ち込むことによって、スパウト孔Ｈを形成する。このスパウト孔Ｈは、天シート部ｐ４にパウチ容器幅Ｗ相当の間隔を空けて順次形成される。一対の接合孔ｈは、最終的に切欠部Ｃを形成する孔である。この一対の接合孔ｈは、底シート部ｐ３のうち第５罫線（底シートを二つ折りする際の折目線）を挟んで対称な位置であって、スパウト孔Ｈに対して、搬送方向にパウチ容器幅Ｗの半分程度の距離（１／２Ｗ）ずれた位置に形成される。

図５は、折り畳みユニット１６及びスパウト装着ユニット１８の処理内容を示す図である。折り畳みユニット１６は、上流側から送られてきたシート材Ｍを、罫線Ｌ１〜Ｌ８に沿って、シート材Ｍの幅方向に折り曲げる。具体的には、第５罫線Ｌ５に沿って内側に二つ折りにされた底シート部ｐ３が、互いに対向する前シート部ｐ１及び後シート部ｐ２の下部に挟持されるように折り曲げる。また、第１罫線Ｌ１、第２罫線Ｌ２、第８罫線Ｌ８に沿っても折り曲げ、前後シート部ｐ１，ｐ２の上部と、天シート部ｐ４と、が重なるように折り曲げる。ここで、図５は、前後シート部ｐ１，ｐ２の上部に天シート部ｐ４を重ねた後、当該天シート部ｐ４が略水平となるように展開した状態を示している。

スパウト装着ユニット１８は、天シート部ｐ４に形成されたスパウト孔Ｈに、スパウトＱの筒部Ｑ１を挿入するとともに、当該筒部Ｑ１の端部から外側に張り出したフランジ部Ｑ２を天シート部ｐ４にヒートシールして接合する。すなわち、スパウト装着ユニット１８は、スパウト孔Ｈが形成された天シート部ｐ４を略水平姿勢にした後、筒部Ｑ１が下方に突出し、かつ、フランジ部Ｑ２が天シート部ｐ４に当たるように、スパウトＱをスパウト孔Ｈに挿入する。そして、図５に示すように展開した天シート部ｐ４を前後シート部ｐ１，ｐ２の上部と重なるように折り曲げた後、フランジ部Ｑ２を天シート部ｐ４におけるスパウト孔Ｈの周縁でヒートシールし、スパウトＱをスパウトシール部Ｓａでシート材Ｍに接合及び装着する。

スパウトＱが装着されたシート材Ｍは、その後、第１シールユニット２０に送出される。第１シールユニット２０は、送出されてきたシート材Ｍに対して、ヒートシール処理を施し、ボトムシール部Ｓｂ、サイドシール部Ｓｓ、トップシール部Ｓｔを形成する装置である。この第１シールユニット２０は、折り畳み解除機構や、接着機構、冷却機構などを備えている。

折り畳み解除機構は、シート材Ｍを、底シート部ｐ３の折り畳みを解除して広げた折り畳み解除状態にする機構で、実際にヒートシール作業を行う接着機構より上流位置に設けられる。この折り畳み解除機構は、底シート部ｐ３の折り畳みを解除するべく、第３罫線Ｌ３、第７罫線Ｌ７に沿ってシート材Ｍを折り曲げられるのであれば、その機構は特に限定されない。したがって、例えば、前シート部ｐ１の下端及び後シート部ｐ２の下端を吸引保持しつつ離間方向に移動する一対の吸引部材などで構成されてもよい。また、より単純な構成としては、例えば、図６に示すように、折り畳み解除した底シート部ｐ３の底面に接触する上面を備えた板材２８などであってもよい。この場合、シート材Ｍの先端が、底シート部ｐ３が当該板材２８の上面に接するように底シート部ｐ３を広げた状態でシート材Ｍをセットしておけば、後続するシート材Ｍも自然と、当該板材２８付近で折り畳み解除される。かかる折り畳み解除機構により、シート材Ｍは、正面視において、略Ｉ字状形状となる。

折り畳み解除されたシート材Ｍは、その状態で加熱機構へと送出される。加熱機構は、シート材Ｍの各部を挟持加圧しつつ、加熱することでシート材Ｍをヒートシールする機構である。図７は、この加熱機構の正面図である。

加熱機構は、上下に対向配置されたトップシール部材３０及びボトムシール部材３４と、当該トップシール部材３０及びボトムシール部材３４の間において左右に対向配置された一対のサイドシール部材３２と、これら複数のシール部材を移動させる移動機構とを備えている。上記各シール部材３０，３２，３４は、例えばアルミニウム合金等の金属製のシール部材で構成される。

図７に示すように、トップシール部材３０は、サイドシール部材３２の上面と協働して、天シート部ｐ４と当該天シート部ｐ４と重ねられた前シート部ｐ１及び後シート部ｐ２の上端部とを挟持加圧しつつ加熱するシール部材である。

図８は、トップシール部材を下側から見た斜視図である。図８に示すように、トップシール部材３０の底面には、トップシール部Ｓｔに対応した形状（本実施形態では略八角形）の上側トップシール形成突部４０が、シート材搬送方向に例えば三つ並んでいる。上側トップシール形成突部４０には、ヒータが内蔵されており、当該上側トップシール形成突部４０に接触するシート部分をヒートシールすることができるようになっている。各八角形の中央部分には、スパウトＱと当該トップシール部材３０との干渉を避けるための逃がし孔４２が形成されている。

本実施形態では、上側トップシール形成突部４０の天シート部ｐ４に当接する当接面が、例えば天然ゴム、合成ゴム等の弾性材料からなる第１弾性層４１で構成されている。第１弾性層４１には、耐熱性に優れたシリコンゴム等からなるゴムシートを好適に用いることができる。第１弾性層４１の厚みは、例えば１〜３ｍｍ程度、より好ましくは約２ｍｍ程度にすることができる。これよりも厚くなると天シート部ｐ４への伝熱性が悪くなってヒートシール性が低下し、反対に薄くなると破損しやすく且つ天シート部ｐ４への接触時の衝撃を吸収しにくくなるからである。

図７に示すように、サイドシール部材３２は、トップシール部材３０と対向する上面、対をなすサイドシール部材３２と対向する対向面、及び、ボトムシール部材３４と対向する底面を備えている。

図９は、サイドシール部材３２の斜視図である。図９に示すように、サイドシール部材３２の上面には、トップシール部Ｓｔを前後に二分割した形状の下側トップシール形成突部５０が、シート材搬送方向に例えば三つ並んでいる。換言すれば、対向する二つのサイドシール部材３２が接近することで、当該二つのサイドシール部材３２の上面に、トップシール部Ｓｔに対応した形状、換言すれば、トップシール部材３０に形成された上側トップシール形成突部４０と同様の形状の下側トップシール形成突部５０が構成されるようになっている。トップシール部Ｓｔを形成する際には、このサイドシール部材３２上面の下側トップシール形成突部５０と、トップシール部材３０の底面の上側トップシール形成突部４０とで、天シート部ｐ４及び前後シート部ｐ１，ｐ２を挟持しつつ加熱する。

サイドシール部材３２の対向面には、当該サイドシール部材３２を上下に延伸するサイドシール形成突部４８が、シート材搬送方向に四つ形成されている。この四つのサイドシール形成突部４８は、サイドシール部Ｓｓに対応する位置、大きさに形成されており、各サイドシール形成突部４８の配置間隔は、パウチ容器ＳＰの幅にほぼ等しい。また、四つのサイドシール形成突部４８のうち、最も上流側及び下流側に設けられたサイドシール形成突部４８の幅は、サイドシール部Ｓｓ一つ分の幅に等しく、間に設けられた二つのサイドシール形成突部４８の幅は、サイドシール部Ｓｓ二つ分の幅に等しい。このサイドシール形成突部４８の内部にもヒータが内蔵されており、当該サイドシール形成突部４８に接触するシート部分をヒートシールすることができるようになっている。サイドシール部Ｓｓを形成する場合には、この対向する一対のサイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８で、前シート部ｐ１及び後シート部ｐ２を挟持しつつ加熱する。

図９に示すように、前シート部ｐ１に対向する一方のサイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８には、前シート部ｐ１に接触する当接面に第２弾性層４８ａが設けられている。第２弾性層４８ａの材料、厚み等は、上記第１弾性層４１と同様とすることができる。なお、本実施形態では、前シート部ｐ１に当接するサイドシール部材３２に第２弾性層４８ａを設けた例について説明するが、これに代えて、後シート部ｐ２に当接するサイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８に第２弾性層４８ａを設けてもよい。

サイドシール形成突部４８の当接面の上端部は、サイドシール部材３２を構成する金属材料からなる金属部分４８ｂで構成される。この金属部分４８ｂの下側に隣接して、第２弾性層４８ａの上端部が位置している。サイドシール部材３２の上面（すなわち下側トップシール形成突部５０の上面）から第２弾性層４８ａの端部までの寸法は、例えば３ｍｍに設定されている。サイドシール形成突部４８に段差部が形成されており、この段差部に第２弾性層４８ａが嵌め込まれた状態で配置されている。これにより、当接面を構成する金属部分４８ｂの側面と第２弾性層４８ａの側面とが略面一になっている。このように当接面の上端部が金属部分４８ｂで構成されることで、下側トップシール形成突部５０において第２弾性層４８ａが露出しない構成としている。他方、第２弾性層４８ａの下端部は、サイドシール形成突部４８の下端まで設けられている。

図７及び図９に示すように、サイドシール部材３２の底面には、ボトムシール部Ｓｂを前後に二分割した形状の上側ボトムシール形成突部５２が、シート材搬送方向に例えば三つ並んでいる。換言すれば、対向する二つのサイドシール部材３２が接近することで、当該二つのサイドシール部材３２の底面に、ボトムシール部Ｓｂに対応した形状の上側ボトムシール形成突部５２が構成されるようになっている。

図１０は、ボトムシール部材３４の斜視図である。ボトムシール部材３４は、サイドシール部材３２の底面と協働して、底シート部ｐ３と当該底シート部ｐ３の周縁部と重ねられた前後シート部ｐ１，ｐ２の下端部とを挟持加圧しつつ加熱するシール部材である。図１０に示すように、ボトムシール部材３４の上面には、ボトムシール部Ｓｂに対応した形状の下側ボトムシール形成突部５６が形成されている。より具体的には、下側ボトムシール形成突部５６は、搬送方向に長尺な二本の直線の間に略六角形が例えば三つ配置されたような形状となっている。この下側ボトムシール形成突部５６には、ヒータが内蔵されており、当該下側ボトムシール形成突部５６に接触するシート部分をヒートシールすることができるようになっている。

なお、略六角形の下側ボトムシール形成突部５６の両側であって切欠部Ｃに対応する位置には、三角形状の窪み５８が形成されている。かかる窪み５８が形成されることにより、切欠部Ｃ周辺がヒートシールされることなく、パウチ容器ＳＰにおいて上記窪み５８に対応した略三角状の未シール部Ｙ（図２及び図３（ｂ）参照）が形成されることになる。

移動機構は、これら三種類のシール部材を移動させるための機構である。より具体的には、移動機構は、トップシール部材３０及びボトムシール部材３４を昇降させる。また、移動機構は、一対のサイドシール部材３２を互いに接近または離間する方向に移動させることができる。こうした移動機構の駆動源として、例えば、サーボモータを用いることができる。このサーボモータの駆動トルクを制御することによって、各シール部材３０，３２，３４でシート材Ｍを挟持するときの適正な押圧力に調整することができる。

かかる構成の第１シールユニット２０でのシール作業の流れについて説明する。折り畳み解除された状態で送出されてきたシート材Ｍは、図７に示すように、正面視略Ｉ字状となっている。このとき、トップシール部材３０及びボトムシール部材３４は、いずれも、このシート材Ｍから離間した位置で待機している。また、サイドシール部材３２は、前シート部ｐ１及び後シート部ｐ２から離間しつつも、その対向距離が底シート部ｐ３や天シート部ｐ４の幅以下となる位置で待機している。したがって、この状態において、底シート部ｐ３及び天シート部ｐ４の先端は、僅かに、サイドシール部材３２の底面及び上面に重なっている。

続いて、トップシール部材３０を下降させ、天シート部ｐ４及び前後シート部ｐ１，ｐ２の上縁を、サイドシール部材３２の上面に押し当てる。この押し当てにより、シート材Ｍの高さ位置が規定位置に調整される。

続いて、一対のサイドシール部材３２を、互いに接近する方向に移動させ、当該一対のサイドシール部材３２で前後シート部ｐ１，ｐ２を挟持押圧する。サイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８及び下側トップシール形成突部５０は、ヒータによって加熱された状態にある。したがって、シート材Ｍのうち、サイドシール形成突部４８に接触する部分、すなわち、サイドシール部Ｓｓに相当する部分がヒートシールされる。このときの、トップシール部材３０及びサイドシール部材３２に設けた第１及び第２弾性層４１，４８ａの作用については、図１３以降を参照して後述する。

その後、ボトムシール部材３４を上昇させ、サイドシール部材３２の底面と協働して、底シート部ｐ３の周縁及び前後シート部ｐ１，ｐ２の下縁を挟持押圧する。また、トップシール部材３０も、さらに、下降させ、サイドシール部材３２の上面と協働して天シート部ｐ４の周縁及び前後シート部ｐ１，ｐ２の上縁を挟持押圧する。このとき、ボトムシール部材３４及びトップシール部材３０の下側ボトムシール形成突部５６及び上側トップシール形成突部４０は、ヒータによってそれぞれ加熱されている。したがって、シート材Ｍのうち、これら突部５６，４０に接触する部分、すなわち、ボトムシール部Ｓｂに相当する部分及びトップシール部Ｓｔに相当する部分がヒートシールされる。

そして、一定時間の加熱ができれば、図７に示すように、全てのシール部材をシート材Ｍから離間させ、当該シート材Ｍを第１シールユニット２０から冷却装置へ送出する。冷却装置で冷却された後、シート材Ｍの底シート部ｐ３は、再び、二つに折り畳まれる（図３（ｃ）参照）。

図１１は、第１シールユニット２０を通過したシート材Ｍの（ａ）上面図及び（ｂ）側面図である。この図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第１シールユニット２０を通過したシート材Ｍは、トップシール部Ｓｔ、サイドシール部Ｓｓ、ボトムシール部Ｓｂが形成された状態となる。

第１シールユニット２０から送出されて冷却されたシート材Ｍは、続いて、切除ユニット２２（図１参照）に送られる。切除ユニット２２では、図１１に示すように、天ガセットＰ４に相当する部分が略八角形になるように、不要部分が切除される。具体的には、太線で囲まれた略三角形部分ｎが切除される。その後、このシート材Ｍは、底シート部ｐ３が折り畳まれた状態で、第２シールユニット２４（図１参照）に送られる。

第２シールユニット２４では、接合孔ｈ付近が、ヒータを内蔵したシール部材体で挟持されつつ加熱される。これにより、当該接合孔ｈを介して前シート部ｐ１と後シート部ｐ２とがヒートシールされる。また、第２シールユニット２４では、ヒータを内蔵したシール部材体で挟持されつつ加熱されることにより、下側スポットシールＬＰ及び上側スポットシールＵＰが形成される。下側スポットシールＬＰは、サイドシール部Ｓｓとボトムシール部Ｓｂの境界部に形成され、該境界部の接合強度をより向上させる。上側スポットシールＵＰは、サイドシール部Ｓｓとトップシール部Ｓｔの境界部に形成され、該境界部の接合強度をより向上させる。

第２シールユニット２４を通過すれば、最後に、シート材Ｍは、切断ユニット２６（図１参照）に送られる。切断ユニット２６では、連続したシート材Ｍを、パウチ容器ＳＰのおける胴部の側縁に相当する位置、より具体的には、サイドシール部Ｓｓの中央位置に一点鎖線で示した切断線ＣＬにおいて切断する。この切断により、互いに分離した個別のパウチ容器ＳＰが形成される。

以上のようにして本実施形態の製造装置１によってパウチ容器ＳＰが製造される。

次に、図１３及び図１４を参照して、本実施形態の第１シールユニット２０について、詳細に説明する。図１３は、第１シールユニット２０の加熱機構がシート材を挟持した状態を示す図である

図１３に示すように、パウチ容器ＳＰのトップシール部Ｓｔ、サイドシール部Ｓｓ及びボトムシール部Ｓｂは、第１シールユニット２０におけるトップシール部材３０、一対のサイドシール部材３２及びボトムシール部材３４が協働して形成される。具体的には、上述したように、トップシール部材３０の上側トップシール形成突部４０と一対のサイドシール部材３２の各下側トップシール形成突部５０との間に、天シート部ｐ４と前後シート部ｐ１，ｐ２が挟まれて押圧加熱されることにより、トップシール部Ｓｔが形成される。また、一対のサイドシール部材３２の各サイドシール形成突部４８の間に、前後シート部ｐ１，ｐ２が挟まれて押圧加熱されることにより、サイドシール部Ｓｓが形成される。また、一対のサイドシール部材３２の各上側ボトムシール形成突部５２とボトムシール部材３４の下側ボトムシール形成突部５６との間に、前後シート部ｐ１，ｐ２と底シート部ｐ３とが挟まれて押圧加熱されることにより、ボトムシール部Ｓｂが形成される。

図１４（ａ）は図１３におけるＤ部の拡大断面図であり、同（ｂ）は変形例を示す（ａ）と同様の図である。図１４（ａ），（ｂ）では、図面を見易くするためにパウチ容器を構成するシート材と上側トップシール形成突部４０及びサイドシール形成突部４８との間に隙間が形成された状態で示すが、実際には隙間なく密着した状態になっている。

上記のようにして各シール部Ｓｔ，Ｓｓ，Ｓｂが形成されるとき、本実施形態の第１シールユニット２０では、図１４（ａ）に示すように、上側トップシール形成突部４０の天シート部ｐ４との当接面には第１弾性層４１が設けられている。そのため、移動機構によってトップシール部材３０を下降移動させて一対のサイドシール部材３２との間に天シート部ｐ４及び前後シート部ｐ１，ｐ２を挟持するとき、第１弾性層４１によって押圧面が不均一に当接することがなくなり、挟持時の衝撃が吸収される。したがって、トップシール部材３０の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保することができる。ここで、移動機構を駆動するモータはトルク制御されており、適正な押圧力に調整するのが容易である。

また、本実施形態の第１シールユニット２０では、一対のサイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８のうち、前シート部ｐ１に当接するサイドシール形成突部４８の当接面には第２弾性層４８ａが設けられているが、当接面の上端部は金属部分４８ｂで構成されている。そのため、サイドシール部材３２の上面に、第２弾性層４８ａの端部が露出していない。

図１４（ｂ）に示すように、第２弾性層４８ａをサイドシール部材３２の上端まで設けた場合、トップシール部材３０の第１弾性層４１と第２弾性層４８ａとの間に相当する領域Ｒで、天シート部ｐ４及び前シート部ｐ１が挟まれることになる。そうすると、この領域Ｒでは、他の領域に比べて押圧力が低くなるとともに伝熱性が悪くなり、各シート部ｐ１,ｐ４間の接合が不十分となる可能性がある。

これに対し、本実施形態の第１シールユニット２０によれば、図１４（ａ）に示すように、第２弾性層４８ａが下側トップシール形成突部５０の上面に露出していないため、弾性層同士間で天シート部ｐ４及び前シート部ｐ１が挟まれる領域が存在しない。したがって、天シート部ｐ４及び前シート部ｐ１をしっかりと押圧しながら加熱することができ、その結果、各シート部ｐ１，ｐ４間の接合力を十分に得ることができる。

また、移動機構のモータによって一対のサイドシール部材３２を互いに接近するように前進させ、前後シート部ｐ１，ｐ２を適度な押圧力で挟持した状態となるように調整する作業が必要になる。本実施形態の第１シールユニット２０では、サイドシール部材３２において前シート部ｐ１と接触するサイドシール形成突部４８の当接面は、上端部を除いて第２弾性層４８ａによって構成される。これにより、上記第１弾性層４１の場合と同様に、一対のサイドシール部材３２の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保することができる。ここで、移動機構を駆動するモータはトルク制御されており、適正な押圧力に調整するのが容易である。

図１５（ａ），（ｂ）は第２弾性層の端部の変形例をそれぞれ示す図である。図１４（ａ）では、第２弾性層４８ａの厚みが上端部まで一定である場合を例示したが、第２弾性層４８ａの上端部の厚みが、図１５（ａ）に示すように段階的に薄くなるように形成してもよいし、あるいは、図１５（ｂ）に示すように漸減するように形成してもよい。

なお、本発明に係るヒートシール装置は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載される事項及びその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能である。

例えば、上記においてはサイドシール部材３２のサイドシール形成突部４８に設けた第２弾性層４８ａの上端部が、下側トップシール形成突部５０の上面よりも少し下方に位置する例について説明したが、これに限定されるものではなく、図１４（ｂ）に示すように、サイドシール形成突部４８の当接面全体が第２弾性層４８ａによって構成されてもよい。この場合でも、一対のサイドシール部材３２の押圧面全体を均一に当接させ所定の押圧力でシールでき十分な接合強度を確保することができる利点がある。ただし、この場合には、上述したように弾性層同士間で挟持形成される領域での接合強度が低下することが懸念されるが、この領域については第２シールユニット２４で形成される上側スポットシールＵＰで再度ヒートシールされることで接合強度を十分に確保することが可能である。

１ パウチ容器の製造装置、１０ 罫線形成ユニット、１２ パンチングユニット、１６ 折り畳みユニット、１８ スパウト装着ユニット、２０ 第１シールユニット（ヒートシール装置）、２２ 切除ユニット、２４ 第２シールユニット、２６ 切断ユニット、２８ 板材、３０ トップシール部材、３２ サイドシール部材、３４ ボトムシール部材、４０ 上側トップシール形成突部、４１ 第１弾性層、４２ 逃がし孔、４８ サイドシール形成突部、４８ａ 第２弾性層、４８ｂ 金属部分、５０ 下側トップシール形成突部、５２ 上側ボトムシール形成突部、５６ 下側ボトムシール形成突部、Ｃ 切欠部、ＣＬ 切断線、Ｈ スパウト孔、ｈ 接合孔、Ｌ１-Ｌ８ 罫線、ＬＰ 下側スポットシール、Ｍ シート材、ｐ１ 前シート部、Ｐ１ 胴部前面、ｐ２ 後シート部、Ｐ２ 胴部後面、Ｐ３ 底ガセット、ｐ３ 底シート部、Ｐ４ 天ガセット、ｐ４ 天シート部、Ｑ スパウト、Ｓａ スパウトシール部、Ｓｂ ボトムシール部、ＳＰ パウチ容器、Ｓｓ サイドシール部、Ｓｔ トップシール部、ＵＰ 上側スポットシール、Ｙ 未シール部。

Claims (4)

1. 幅方向の両側端縁部同士がサイドシール部によってシールされた胴部前面及び胴部後面と、前記胴部前面及び胴部後面の各上端部にトップシール部によって周縁部がシールされた天ガセットとを有するパウチ容器のヒートシール装置であって、
   胴部前面及び胴部後面の幅方向の両側縁部を挟んで押圧加熱することによりサイドシール部を形成する金属製の一対のサイドシール部材と、胴部前面及び胴部後面を挟んだ状態にあるサイドシール部材の各上面との間に胴部前面及び胴部後面の各上端部及び天ガセットの周縁部を挟んで押圧加熱することによりトップシール部を形成する金属製のトップシール部材と、を備え、
   前記トップシール部材はトップシール形成突部を有し、前記トップシール形成突部の天ガセットとの当接面に第１弾性層が設けられ、
   前記一対のサイドシール部材はサイドシール形成突部をそれぞれ有し、一方のサイドシール部材のサイドシール形成突部の胴部前面または胴部後面に接触する当接面に第２弾性層が設けられている、
   パウチ容器のヒートシール装置。
2. 前記サイドシール形成突部の当接面の上端部はサイドシール形成突部を構成する金属部分で構成され、前記第２弾性層の上端部は前記金属部分の下側に隣接して位置している、請求項１に記載のパウチ容器のヒートシール装置。
3. 前記第２弾性層は、サイドシール形成突部の当接面において前記金属部分と略面一に形成されている、請求項２に記載のパウチ容器のヒートシール装置。
4. 前記第２弾性層は、金属製であるサイドシール形成突部に形成された段差部に嵌め込まれて設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパウチ容器のヒートシール装置。

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