JP2019043007A

JP2019043007A - スパウト装着装置

Info

Publication number: JP2019043007A
Application number: JP2017167453A
Authority: JP
Inventors: 聖仁井; Sei Nii; 久比嘉; Hisashi Higa
Original assignee: Fuji Seal International Inc
Current assignee: Fuji Seal International Inc
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2037-08-31
Also published as: JP6969937B2

Abstract

【課題】スパウトの取出し、搬送、挿入、接合という一連の工程をスパウト装着ヘッドで連続的に且つ正確に行うことができるスパウト装着装置を提供する。【解決手段】一対の胴部シートと、一対の胴部シートの各上端部に接合される天面シートと、天面シートに装着されるスパウト３１とを備えるパウチ容器の製造システムにおいて、スパウトのフランジ部３１ｂを天面シートにヒートシールにより装着するスパウト装着装置は、天面シートとなるシート部分にスパウト３１のフランジ部３１ｂをヒートシールするためにシート部分に形成された貫通孔の周縁部をフランジ部に押圧して加熱する加熱部材７１と、加熱部材７１によってスパウト３１のフランジ部３１ｂが接合されるときにシート部分に当接して支持する支持部材８０と、支持部材８０によって支持されるシート部分を冷却する冷却機構８３，８５を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、パウチ容器の天面シートとなるシート部分にスパウトを装着するスパウト装着装置に関する。

従来、例えば下記の特許文献１には、１枚のシート材を折り畳んで周縁をヒートシールして貼り合わせたパウチ容器が記載されている。このパウチ容器は、互いに対向する一対の胴部シート、各胴部シートの下縁に接合された底部シート、各胴部シートの上縁に接合された天面シート、及び、天面シートの略中央に接合されたスパウトを備えている。そして、スパウトは、円筒状の筒部と、この筒部の一端部から外側へ張り出したフランジ部とを有しており、フランジ部が天面シートに形成された貫通孔の周縁にヒートシールされて装着されている。

特許第５４５６４１６号公報

上記特許文献１に記載されるスパウト付きパウチ容器は、１枚の長尺帯状のシート材を折り畳んで周縁をヒートシールすることによって、連続的に形成される。この場合、スパウトは、天面シートに形成された貫通孔であるスパウト装着孔に筒部を挿入した状態に取り付けられ、この状態でスパウトのフランジ部とスパウト装着孔の周縁を構成するシート部分とをヒートシールすることよって接合される。

このようにスパウトが天面シートとなるシート部分に装着される際、円筒状の加熱部材の先端でシート部分をスパウトのフランジ部に押し付けて加熱することによって行われることがある。その場合、加熱部材による熱的影響がスパウト装着孔近傍のシート部分にも及んで伸びが生じる。

このような伸びが天面シートとなるシート部分に生じている状態で、スパウト装着工程の後工程において天面シートが一対の胴部シートにヒートシールされると、図１２に示すように、天面シート１４にスパウト３１の筒部３１ａを中心として放射状にしわＳが形成されることがあった。このようなしわＳが天面シート１４と一対の胴部シート１１，１２との接合部であるトップシール部２０にまで及ぶと、製造されるパウチ容器のシール強度が低下することになって不良品となる可能性がある。

本発明の目的は、スパウト装着時における天面シートとなるシート部分の伸びを抑制して、製造されるパウチ容器の天面シートにおけるしわの発生を低減することができるスパウト装着装置を提供することである。

本発明に係るスパウト装着装置は、一対の胴部シートと、前記一対の胴部シートの各上端部に接合される天面シートと、前記天面シートに装着されるスパウトとを備えるパウチ容器の製造システムにおいて、前記スパウトのフランジ部を前記天面シートにヒートシールにより装着するスパウト装着装置であって、前記天面シートとなるシート部分に前記スパウトのフランジ部をヒートシールするために前記シート部分に形成された貫通孔の周縁部を前記フランジ部に押圧して加熱する加熱部材と、前記加熱部材によって前記スパウトのフランジ部が接合されるときに前記シート部分に当接して支持する支持部材と、前記支持部材によって支持される前記シート部分を冷却する冷却機構を、を備える。

本発明に係るスパウト装着装置において、前記冷却機構は、前記支持部材に付設されて内部に冷却媒体が流れる冷却管を含んでもよい。

この場合、スパウト装着装置は、前記スパウトのフランジ部を前記天面シートとなるシート部分に仮接合する第１シールステーションと、前記シート部分に仮接合された前記スパウトのフランジ部を本接合する第２シールステーションと、前記シート部分に本接合された前記スパウトのフランジ部を冷却する冷却ステーションと、を含み、前記冷却管は、前記第１ステーションから前記冷却ステーションまで延設されているのが好ましい。

また、本発明に係るスパウト装着装置において、前記冷却機構は、前記シート部分及び支持部材の少なくとも一方に向けて冷却風を吹き付ける冷却ノズルを含んでもよい。

本発明に係るスパウト装着装置によれば、スパウト装着時に天面シートとなるシート部分のスパウト装着孔近傍を支持する支持部材が冷却機構によって冷却されているため、該シート部分の熱的影響による伸びを抑制できる。したがって、スパウト装着工程の後工程で、天面シートが一対の胴部シートとヒートシールされるときに、天面シートとなるシート部分におけるしわの発生を低減することができる。

内容物を充填した後のパウチ容器の斜視図である。内容物の充填前において折り畳まれた状態にあるパウチ容器の（ａ）表面図と、（ｂ）裏面図である。図２（ａ）に示したパウチ容器を矢印Ａ方向から見た側面図である。本発明の一実施形態であるスパウト装着装置を含むパウチ容器の製造システムを示す概略図である。長尺帯状のシート材に貫通孔及び折目線が形成された状態を示す平面図である。折り畳まれたシート材の天面シートとなるシート部分に３つのスパウトが装着される様子を示す斜視図である。切除ユニットを通過した容器連続体を示す平面図である。容器連続体が切断されて個々のパウチ容器が生成された状態を示す図である。スパウト装着装置の要部を概略的に示す正面図である。図９中のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。図９中の矢印Ｃ方向から見た支持ガイドの上面図である。従来例のパウチ容器を示す、図２（ａ）と同様の表面図である。

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。

本願明細書（特許請求の範囲でも同様）においては、底部シートと天面シートとが対向する方向を「上下方向」とし、一対の胴部シートが積層される方向を容器の「表裏方向」とし、上下方向及び表裏方向と直交する方向を容器の「幅方向」とする。

以下では、まず、図１〜図３を参照して、本実施形態のスパウト装着装置を含む製造システムで製造されるパウチ容器１０について説明し、その後で、パウチ容器の製造システム及び本実施形態のスパウト装着装置について説明する。

図１は、内容物を充填した後のパウチ容器１０の一実施形態を示す斜視図である。図２は、内容物の充填前において折り畳まれた状態にあるパウチ容器１０の（ａ）表面図と（ｂ）裏面図である。また、図３は、図２（ａ）に示したパウチ容器を矢印Ａ方向から見た側面図である。

図１及び図２に示すように、パウチ容器１０は、一対の胴部シートのうちの一方側の胴部シートである表面シート１１と、一対の胴部シートのうちの他方側の胴部シートである裏面シート１２と、底部シート１３と、天面シート１４とを備える。このパウチ容器１０は、内容物の充填により底部シート１３が展開して自立可能になるスタンディングパウチである。

表面シート１１及び裏面シート１２は、容器の表面部及び裏面部をそれぞれ構成するシート材であり、底部シート１３は、表面シート１１と裏面シート１２との間に折り込まれて挿入され、底ガセット部を構成するシート材である。底部シート１３は、幅方向に沿って形成された折目線Ｌ３により、容器の内部側に向かって山折りに折り返されている。天面シート１４は、容器の上面部を構成するシート材である。

パウチ容器１０は、互いに重ね合わされた表面シート１１と裏面シート１２との間に、底部シート１３を折り畳んだ状態で各シート材の端縁同士を接合するシール部を形成し、内容物が充填される容器内部空間である充填部１７を密閉した袋状の構造を有する。

詳しくは、パウチ容器１０は、上記シール部として、トップシール部２０と、ボトムシール部２１と、サイドシール部２２とを有する。トップシール部２０は、天面シート１４の端縁に略八角形をなす枠状に形成されるシール部であり、天面シート１４の外周端縁と表面シート１１及び裏面シート１２の各上端部１１ａ,１２ａとが接合されて形成される。

ボトムシール部２１は、底部シート１３の端縁に形成されるシール部であり、底部シート１３と表面シート１１及び裏面シート１２の各下端部とが接合されて形成される。また、底部シート１３には、幅方向両端に三角形状の未シール部１６が形成されており、この未シール部１６に対応する幅方向縁部に半円状の切欠き１８が形成されている。この底部シート１３の切欠き１８を介して表面シート１１と裏面シート１２とが直接接合されている。

サイドシール部２２は、表面シート１１及び裏面シート１２の幅方向端縁同士を直接接合して幅方向両端にそれぞれ形成される。サイドシール部２２は、他のシール部と同様に、充填部１７を密閉するための端縁シール部である。サイドシール部２２は、上下方向に沿って延びるように形成されている。また、サイドシール部２２は、上端部及び下端部を除いて一定の幅Ｗで形成されている。このように各シール部２０,２１,２２を構成することによって、容器内部空間である充填部１７を密閉する。充填部１７に充填される内容物としては、特に限定されず、例えば、シャンプー、リンス、トリートメント、洗剤等の生活用各種ケア製品やスポーツドリンク等の飲料が挙げられる。内容部は、液体に限らず、粘性物や粉状物であってもよい。

表面シート１１及び裏面シート１２は、いずれも上下方向にやや長く延びた略矩形状を呈する。底部シート１３も略矩形状を呈し、例えば、表面シート１１及び裏面シート１２の下端から表面シート１１等の上下方向全長に対して１／５程度の範囲に設けられる。天面シート１４は、略八角形状を呈し、表面シート１１及び裏面シート１２の上端に設けられる。なお、天面シート１４は、略八角形のものに限定されず、例えば、四角形、六角形等の他の多角形形状であってもよいし、あるいは、円形、楕円形、菱形等の形状であってもよい。

パウチ容器１０では、ボトムシール部２１とサイドシール部２２との境界部に下部スポットシール１９ａが形成され、トップシール部２０とサイドシール部２２の境界部に上部スポットシール１９ｂが形成されている。これらの下部及び上部スポットシール１９ａ，１９ｂは、各シール部２０，２１，２２が形成された後に、別途形成される。下部スポットシール１９ａは、図２及び図３に示すように、表面シート１１及び裏面シート１２と底部シート１３との間に形成されるシール境界部２３のシール強度を増加させるために局部的に形成される。また、上部スポットシール１９ｂは、表面シート１１及び裏面シート１２と天面シート１４との間に形成されるシール境界部２４のシール強度を増加させるために局部的に形成される。

各シート１１〜１４を形成するシート材は、パウチ容器１０の壁面部を構成するシート状部材であって、通常、樹脂フィルムから構成される。シート材を構成する樹脂フィルムには、耐衝撃性、耐磨耗性、及び耐熱性など、包装体としての基本的な性能を備えることが要求される。また、シール部は、通常、ヒートシールにより形成されるので、シート材には、ヒートシール性も要求される。シート材としては、ベースフィルム層と、ヒートシール性を付与するシーラント層とを有する複層シート材が好適であり、高いガスバリア性が要求される場合には、ベースフィルム層とシーラント層との間にガスバリア層を設けることが好適である。シート材の厚みは、例えば１０μｍ〜３００μｍであり、好ましくは２０μｍ〜２００μｍである。

ここで、ベースフィルム層、シーラント層、及びガスバリア層の構成材料を例示する。なお、これら各層の積層は、慣用のラミネート法、例えば、接着剤によるドライラミネーション、熱接着性層を挟んで熱により接着させる熱ラミネーションなどにより行うことができる。

ベースフィルム層を構成するフィルムとしては、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など）、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリアミド（ナイロン−６、ナイロン−６６など）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、及びポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）等から構成される一層又は二層以上の延伸又は未延伸フィルムが例示できる。ベースフィルム層の厚みは、例えば１０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。

シーラント層を構成するフィルムとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰ）、未延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、二軸延伸ナイロン（ＯＮ）、エチレン−オレフィン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）及びエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等から構成される一層又は二層以上の延伸又未延伸フィルムが例示できる。シーラント層の厚みは、例えば２０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは３０μｍ〜１８０μｍである。

ガスバリア層としては、アルミニウム等の金属薄膜、又は塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などの樹脂フィルム、或いは任意の合成樹脂フィルム（例えば、ベースフィルム層であってもよい）に、アルミニウム、酸化アルミニウムやシリカ等の無機酸化物などを蒸着（又はスパッタリング）したフィルムが例示できる。ガスバリア層の厚みは、例えば０．１μｍ〜２０μｍであり、好ましくは０．２μｍ〜１０μｍである。

シート材には、内容物の商品名や原材料・使用上の注意事項等の商品説明、その他各種デザインなどを表示するための印刷層（図示せず）を設けることができる。例えば、印刷層は、グラビア印刷等の公知の方法により、ベースフィルム層の内側の面に形成できる。

シール部は、ヒートシールにより形成されることが好適である。ヒートシールによるシール部は、各シート材のシーラント層が容器の内側となるように重ね合わせて熱圧着することで形成できる。

図１に示すように、パウチ容器１０には、天面シート１４の中央部に、内容物を充填及び取り出すための口栓３０が設けられている。口栓３０は、天面シート１４に固定されるスパウト３１と、スパウト３１の外周に形成されたネジ部に螺合されたキャップ３２とで構成される。

スパウト３１は、天面シート１４から外側に突出する円筒状の筒部３１ａと、筒部３１ａの一端部外周から径方向外側に張り出したフランジ部３１ｂとを有する。スパウト３１は、例えばポリエチレン等の樹脂材料によって構成されている。本実施形態では、フランジ部３１ｂは略矩形状を呈し、天面シート１４の内面（すなわち充填部１７側の面）にフランジ部３１ｂがヒートシールされて取り付けられている。フランジ部３１ｂの形状は、略矩形状に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、長円形、多角形等の他の形状であってもよい。

スパウト３１からパウチ容器１０の充填部１７に内容物を充填すると、底部シート１３が展開して表面シート１１及び裏面シート１２が互いに離間し、図１に示すように胴部が膨らんだ形態となる。この状態で、キャップ３２をスパウト３１に締め込んで、パウチ容器１０内に内容物を封入する。こうして、パウチ容器１０の自立性が発現する。パウチ容器１０では、天面シート１４を設けたことにより、図１に示すように容器の上部も膨らんで、あたかもボトルのような形態となる。

次に、図４以降を参照して、上述したパウチ容器１０の製造システム１について説明する。

図４は、本発明の一実施形態であるスパウト装着装置を含むパウチ容器の製造システム１を示す概略図である。図４（図５、図６、図９、図１１等も同様）において、シート材Ｍの搬送方向（すなわちパウチ容器１０の製造工程進行方向）が矢印Ｘで示される。

図４に示すように、製造システム１は、パウチ容器１０が幅方向に多数連なった容器連続体を製造する製造装置４０と、容器連続体を切断して個々のパウチ容器１０に分離する切断装置５０とを備える。

容器連続体の製造装置４０は、リールユニット４１、アキュームユニット４２、孔形成ユニット４３、折目線形成ユニット４４、折りユニット４５、スパウト装着装置４６、メインシール装置４７、切除ユニット４８、及び、スポットシール装置４９を含む。

リールユニット４１は、長尺帯状のシート材Ｍが巻き付けられているリールが回転可能に支持されており、このリールからシート材Ｍが連続的に繰り出されるようになっている。

アキュームユニット４２は、リールユニット４１から繰り出されたシート材Ｍをある程度の長さの余裕を持って蓄積している。これにより、シート材Ｍを下流側ユニットに安定的に供給できる。

孔形成ユニット４３はシート材Ｍに貫通孔をパンチ加工によって形成し、折目線形成ユニット４４はシート材Ｍに複数の折目線を、例えば、薄い折目線形成ローラを回転させながらシート材Ｍに当接させる等によって形成する。

図５は、折目線及び貫通孔が形成されたシート材Ｍの平面図である。図５に示すように、孔形成ユニット４３は、天面シート１４となるシート部分にスパウト３１の筒部３１ａ（図２（ａ）、図３参照）を挿通するための貫通孔であるスパウト装着孔５４を等ピッチで形成する。また、孔形成ユニット４３は、個々のパウチ容器１０に分離されたときに半円状の切欠き１８（図１及び図２参照）となる円形の貫通孔５６を、スパウト装着孔５４とは半ピッチずれた位置に形成する。

本実施形態のシート材Ｍには、折目線形成ユニット４４によって６本の折目線Ｌ１〜Ｌ６がシート材Ｍに長手方向に沿って平行に形成される。これらの折目線Ｌ１〜Ｌ６は、後工程の折りユニット４５において各折目線Ｌ１〜Ｌ６でシート材Ｍが折られることで、表面シート１１、底部シート１３、裏面シート１２、及び、天面シート１４となるシート部分を区画するものである。なお、図５において、シート材Ｍの表側フィルム面に凹み形成された折目線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５が実線で示され、シート材Ｍの裏側フィルム面に凹み形成された折目線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６が破線で示されている。

シート材Ｍの幅方向一方縁部（図５中の上側縁部）から折目線Ｌ２までの領域が表面シート１１となるシート部分であり、折目線Ｌ２から折目線Ｌ４までの領域が底部シート１３となるシート部分である。また、折目線Ｌ４から折目線Ｌ６まで領域が裏面シート１２となるシート部分であり、折目線Ｌ６からシート材Ｍの幅方向他方縁部（図５中の下側縁部）までの領域が天面シート１４となるシート部分である。

折りユニット４５は、シート材Ｍを上記複数の折目線に沿って折り曲げる。図６は、折り畳まれたシート材からなる容器連続体の天面シート部分に３つのスパウト３１が装着される様子を示す斜視図である。折りユニット４５では、シート材Ｍが、図６に示すように、折目線形成ユニット４４によって形成された６本の折目線Ｌ１〜Ｌ６で折り曲げられる。これにより、シート材Ｍには、表面シート１１を構成する表面シート部分、裏面シート１２を構成する裏面シート部分、底部シート１３を構成する底部シート部分、及び、天面シート１４を構成する天面シート部分が区画形成される。なお、図６では、個々のパウチ容器１０に分離されたときに半円状の切欠き１８となる円形の貫通孔の図示が省略されている。

折りユニット４５の下流側に設置されたスパウト装着装置４６は、天面シート１４となるシート部分に形成されたスパウト装着孔５４にスパウト３１の筒部３１ａを挿通した状態でフランジ部３１ｂをヒートシールして、天面シート１４となるシート部分に装着する。スパウト装着装置４６の詳細については後述する。

メインシール装置４７は、図６に示すように折り畳まれたシート材Ｍの天面シート１４となるシート部分にスパウト３１がヒートシールによって装着されたものに、加熱されたシールバーを押し当ててパウチ容器１０のトップシール部２０、ボトムシール部２１及びサイドシール部２２となるシール部分を形成する。

切除ユニット４８は、パウチ容器１０の天面外形形状を成形するために不要部分を切除する。具体的には、天面シート１４となるシート部分の両側縁部を略三角状に切除する。これにより、個々のパウチ容器１０に分離されたときに天面シート１４が略八角形状になる。

図７は、切除ユニット４８を通過した容器連続体２を示す平面図である。容器連続体２は、個々のパウチ容器１０に切断されたときに、トップシール部２０となるシール部分２０Ａ、ボトムシール部２１となるシール部分２１Ａ、及び、サイドシール部２２となるシール部分２２Ａが上記メインシール装置４７によって形成されている。サイドシール部２２となるシール部分２２Ａの幅方向中央に、上下方向に延びる切断予定線ＣＬが示されている。また、容器連続体２において天面シート１４となるシート部分は、それぞれ両側縁部が上記切除ユニット４８によって略三角状に切除されて略八角形状に形成されている。

スポットシール装置４９は、パウチ容器１０における下部及び上部スポットシール１９ａ，１９ｂ（図２参照）を形成する。スポットシール装置４９は、図７に示すように、サイドシール部２２となるシール部分２２Ａとボトムシール部２１となるシール部分２１Ａとの境界部に、先端面が長方形状をなす加熱されたスポットシールバー５２を表裏方向に押圧する。また、スポットシール装置４９は、サイドシール部２２となるシール部分２２Ａとトップシール部２０となるシール部分２０Ａとの境界部に、先端面が長方形状をなす加熱されたスポットシールバー５３を表裏方向に押圧する。これにより、個々のパウチ容器１０に分離されたときに下部及び上部スポットシール１９ａ，１９ｂのそれぞれ２つ分に相当する大きさのスポットシールが形成される。その結果、個々のパウチ容器１０として分離されたときに、サイドシール部２２とボトムシール部２１及びトップシール部２０とのシール境界部２３，２４（図３参照）のシール強度が増加し、パウチ容器１０の落下時等の破袋強度が増大する。

パウチ容器の製造システム１における切断装置５０は、スポットシール装置４９を通過した容器連続体２を切断予定線ＣＬで切断して個々のパウチ容器１０に分離する。図８は、容器連続体２が切断されて個々のパウチ容器１０が生成された状態を示す。切断装置５０の態様は、どのようなものであってもよく、例えば、はさみ型の切断装置や、固定刃及び可動刃を含む切断装置等が挙げられる。このようにしてパウチ容器１０が連続的に製造される。

次に、図９〜図１１を参照して、本実施形態のスパウト装着装置４６について詳細に説明する。図９は、スパウト装着装置４６の要部を概略的に示す正面図である。図１０は図９中のＢ−Ｂ線の拡大断面図であり、図１１は図９中の矢印Ｃ方向から見た支持ガイドの上面図である。なお、図１０では、第１加熱部材７１が上昇した位置にあって、スパウト３１のフランジ部３１ｂがスパウト保持部６３と加熱部材７１とに挟持された状態が示される。

スパウト装着装置４６は、図６を参照して上述したように、折り畳まれたシート材Ｍにおける天面シート１４となるシート部分に形成されたスパウト装着孔５４にスパウト３１の筒部３１ａを挿入し、スパウト３１のフランジ部３１ｂをスパウト装着孔５４の周縁にヒートシールすることによって装着する装置である。スパウト装着装置４６は、図９に示すように、折り畳まれたシート材Ｍの搬送方向（矢印Ｘ方向）に沿って順に設置された、第１シールステーション４６ａ、第２シールステーション４６ｂ、及び、冷却ステーション４６ｃを含む。

スパウト装着装置４６の第１シールステーション４６ａには、スパウト装着ヘッド６０が設置されている。スパウト装着ヘッド６０は、スパウト３１を搬送、挿入、及び接合する機能を有する。詳しくは、スパウト装着ヘッド６０は、所定の取出位置に供給されたスパウトを保持して搬送し、折り畳まれたシート材Ｍの天面シート１４となるシート部分にあるスパウト装着孔５４にスパウト３１の筒部３１ａを挿入し、後述する加熱部材との間にスパウト３１のフランジ部３１ｂとスパウト装着孔５４の周縁のシート部分とを挟んで押圧及び加熱することによりスパウト３１を天面シートとなるシート部分に接合する。

図９に示すように、スパウト装着ヘッド６０は、ロボットアーム等の移動機構に連結されたヘッド本体６２と、ヘッド本体６２の下面に突出して設けられた３つのスパウト保持部６３とを有する。スパウト装着ヘッド６０は、上記移動機構によってスパウト３１が供給されるスパウト供給位置（図示せず）と、シート材Ｍのスパウト装着孔５４にスパウト３１を挿入するスパウト装着位置との間を往復移動する。

スパウト装着ヘッド６０における３つのスパウト保持部６３は、シート材Ｍのスパウト装着孔５４と等ピッチＰで並んで配置されている。また、各スパウト保持部６３は、外形が略円柱状に形成されている。そして、図１０に示すように、スパウト保持部６３の下端面の中央部には、略円錐台状をなす突起６４が突設されている。この突起６４は、スパウト３１の筒部３１ａ内に嵌まり込んでスパウト３１の保持位置を正確に位置決めする機能を果たす。さらに、各スパウト保持部６３においてスパウト３１のフランジ部３１ｂを吸引保持する部分、すなわち、突起６４の周囲部分は、変形したフランジ部３１ｂに沿って柔軟に変形するように例えば、シリコン、ゴム等の軟質な材料で形成されるのが好適である。

再び図９を参照すると、スパウト装着装置４６は、スパウト装着ヘッド６０の下方位置に昇降ステージ７０を備える。昇降ステージ７０は、図示しない駆動機構によって、昇降移動可能になっている。昇降ステージ７０上であって第１シールステーション４６ａには、スパウト装着ヘッド６０のスパウト保持部６３に対応して３つの第１加熱部材（加熱部材）７１が配置されている。

第１加熱部材７１は、図示しないヒータによって加熱されている。第１加熱部材７１の温度は、シート材Ｍのシーラント層の融点よりも高く、かつ、シート材Ｍを構成するベースフィルム層の融点（例えばＰＥＴフィルムの場合は２６０℃）よりも低い温度に加熱されているのが好ましい。また、第１加熱部材７１は、円筒状の上端部７５を有し、その内部にスパウト３１の筒部３１ａを収容可能な円柱状の収容凹部７４が形成されている。第１加熱部材７１の上端部７５の先端面は、シート材Ｍのスパウト装着孔５４の周縁に当接可能な形状及び大きさに形成されている。これにより、昇降ステージ７０が上昇移動したとき、図１０に示すように、スパウト保持部６３に吸引保持されたスパウト３１のフランジ部３１ｂとシート材Ｍのスパウト装着孔５４の周縁とが、第１加熱部材７１の上端部７５とスパウト保持部６３との間に挟持されることよって押圧及び加熱されて仮接合される。

スパウト装着装置４６の昇降ステージ７０上には、第２シールステーション４６ｂに対応して３つの第２加熱部材７２が配置され、冷却ステーション４６ｃに対応して３つの冷却部材７３が配置されている。本実施形態では、第２加熱部材７２は第１加熱部材７１と略同一に形成され、冷却部材７３は第1加熱部材７１よりも大きく形成されている。また、第１加熱部材７１、第２加熱部材７２及び冷却部材７３は、折り畳まれたシート材Ｍの搬送方向（矢印Ｘ方向）に沿って直線状に所定ピッチＰで配列されている。これにより、折り畳まれたシート材Ｍがパウチ容器１０の３個分の全幅に対応する距離（すなわちＰ×３）ごとに間欠搬送されることで、第１シールステーション４６ａでスパウト装着孔５４に装着されたスパウト３１の筒部３１ａが第２シールステーション４６ｂ及び冷却ステーション４６ｃにおいて第２加熱部材７２及び冷却部材７３の内部に嵌り込むことができる。

スパウト装着装置４６の第２シールステーション４６ｂには、例えばプレート状の当接部材６８が３つの第２加熱部材７２の上方に対向して配置されている。当接部材６８は、昇降ステージ７０が上昇移動したとき、第２加熱部材７２の円筒状の上端部との間にスパウト３１のフランジ部３１ｂ及びシート材Ｍのスパウト装着孔５４の周縁を挟持して押圧する。第２加熱部材７２の温度は、第１加熱部材７１と同様に、シート材Ｍのシーラント層の融点よりも高く、かつ、シート材Ｍを構成するベースフィルム層の融点（例えばＰＥＴフィルムの場合は２６０℃）よりも低い温度に加熱されているのが好ましい。これにより、第２シールステーション４６ｂでは、スパウト３１のフランジ部３１ｂが、シート材Ｍの天面シート１４となるシート部分に対してより強固にヒートシール（本接合）される。

スパウト装着装置４６の冷却ステーション４６ｃには、例えば扁平筐体状をなす水冷式の冷却装置６９が３つの冷却部材７３に対向して配置されている。冷却装置６９は、昇降ステージ７０が上昇移動したとき、冷却部材７３の円筒状の上端部との間にスパウト３１のフランジ部３１ｂ及びシート材Ｍのスパウト装着孔５４の周縁を挟持する。これにより、スパウト３１のフランジ部３１ｂがヒートシールされた部分が冷却されるようになっている。

図９及び図１０に示すように、スパウト装着装置４６には、支持部材８０が設けられている。支持部材８０は、スパウト装着装置４６の架台に立設された図示しない取付部材によって所定の高さ位置に固定配置されている。

支持部材８０は、図９では中間部分が省略されて示されているが、図１１にはその全体が示されている。支持部材８０は、スパウト装着装置４６において、第１シールステーション４６ａの上流側位置から、冷却ステーション４６ｃの下流側位置まで延設されている。支持部材８０は、図１０に示すように、スパウト装着装置４６において、スパウト３１が装着されるシート材Ｍの天面シートとなるシート部分に接触して下方から支持する機能を有する。

支持部材８０は、長尺状の金属板によって好適に構成される。支持部材８０は、上側支持板８１と、前側壁板８２と、後側壁板８４とを有する。上側支持板８１は、図１１に示すように、シート材搬送方向Ｘに沿って延びる溝８６が形成されている。溝８６は、シート材搬送方向Ｘの上流側端部が閉じており、下流側端部が開放している。このように溝８６の下流側端部が開放していることで、スパウト３１が装着されたシート材の天面シート１４となるシート部分を上側支持板８１で支持しながらスパウト３１の筒部３１ａと干渉することなく、シート材Ｍを下流側に移送することができる。

また、上側支持板８１の溝８６は、各ステーション４６ａ，４６ｂ，４６ｃの第１加熱部材７１、第２加熱部材７２および冷却部材７３に対応する位置に切欠き８７がそれぞれ形成されて溝幅が広くなっている。これにより、各ステーション４６ａ，４６ｂ，４６ｃにおいて、支持部材８０の上側支持板８１に干渉することなく、第１加熱部材７１、第２加熱部材７２および冷却部材７３がスパウト３１のフランジ部３１ｂを押圧することができる。また、このような切欠き８７を設けることで、シート材搬送方向Ｘに沿って延在する上側支持板８１のシート材Ｍとの接触面積を大きくすることができる。したがって、後述するように、上側支持板８１によるシート材Ｍの天面シート１４となるシート部分に対する冷却効果を向上させることができる。

図１０に示すように、支持部材８０の前側壁板８２は、上側支持板８１の端縁部が略Ｌ字状に折り曲げられて形成され、上側支持板８１を強度補強する機能を有する。また、上側支持板８１と前側壁板８２の連結部である内側角部には、第１冷却管８３が付設されている。第１冷却管８３は、例えば、ろう付け等によって支持部材８０に取り付けられている。

支持部材８０の後側壁板８４は、略Ｌ字状に折り曲げられた金属板によって形成され、下端部が上側支持板８１の他方側端縁部の下面に例えば溶接、ねじ留め等によって連結されている。後側壁板８４の上端部は、上側支持板８１の上方へ立ち上がってシート材搬送方向Ｘに沿って延在して、折り畳まれたシート材Ｍの折目部（より詳細には、折目線Ｌ５での折目部）に嵌まり込んでいる。これにより、支持部材８０の後側壁板８４は、上側支持板８１を強度補強するとともに、搬送されるシート材Ｍをガイドする機能を有している。さらに、図１０に示すように、後側壁板８４の下面には、第２冷却管８５が例えば、ろう付け等によって取り付けられている。

支持部材８０の冷却機構には、第１および第２冷却管８３，８５が含まれる。第１および第２冷却管８３，８５の内部には、冷却媒体として例えば冷却水が流される。第１および第２冷却管８３、８５には、図９に示すように、一端部から冷却媒体としての冷却水がそれぞれ流され、他端部から冷却水が排水される。冷却水は、図示しない冷却水クーラーユニットを介して第１および第２冷却管８３，８５に循環供給される。なお、第１および第２冷却管８３，８５に供給される冷却水は、スパウト装着装置４６の冷却装置６９、メインシール装置４７の冷却装置（図示せず）及びスポットシール装置４９の冷却装置（図示せず）などを経由したうえで、支持部材８０に循環供給されてもよい。

上記のように支持部材８０に第１および第２冷却管８３，８５が設けられていることで、支持部材８０の上側支持板８１が効果的に冷却される。これにより、加熱された第１および第２加熱部材７１，７２からの伝熱によって、支持部材８０が高温になるのを抑制できる。その結果、第１および第２シールステーション４６ａ，４６ｂにおいてスパウト３１のフランジ部３１ｂがシート材Ｍの天面シートとなるシート部分に仮接合および本接合されるとき、フランジ部３１ｂに対応するシート部分だけが加熱され、その周囲のシート部分は上側支持部材８１に当接して冷却される。よって、シート材Ｍのスパウト装着孔５４近傍のシート部分が上側支持板８１に接触して支持されていても熱的影響により伸びるのを抑制できる。したがって、スパウト装着工程の後工程でトップシール部２０が形成されるとき、スパウト３１の周囲に放射状のしわが形成されるのを低減できる。また、しわがトップシール部２０にかかるくらいにまで大きく形成されてしまうことでパウチ容器が不良品となるのを防止でき、廃棄コスト削減に貢献できる。

図１１に示すように、支持部材８０によって支持された天面シートとなるシート部分を冷却するための冷却機構は、支持部材８０によって支持されたシート部分及び支持部材８０の少なくとも一方に向けて冷却風を吹き付ける冷却ノズル９０を含んでもよい。この場合、冷却ノズル９０は、第２シールステーション４６ｂに対応して複数（本実施形態では３つ）設けられるのが好ましい。このように冷却ノズル９０を設けることで、支持部材８０の冷却（すなわち温度上昇抑制）をより効果的に実現することができる。ただし、冷却ノズル９０は、第１シールステーション４６ａおよび冷却ステーション４６ｃの少なくとも一方にも設置されてもよい。また、支持部材８０によって支持された天面シートとなるシート部分及び支持部材８０の少なくともを冷却するための冷却機構は、冷却ノズル９０のみを含み、冷却パイプ８３，８５が省略されてもよい。

なお、本発明に係るスパウト装着装置は、上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々の変更や改良が可能である。

例えば、上記では第１および第２冷却管８３，８５を第１シールステーション４６ａから冷却ステーション４６ｃまで延設した例について説明したが、これに限定されるものではない。第１および第２冷却管８３，８５は、第１および第２シールステーション４６ａ，４６ｂだけに対応して設けられてもよい。

１パウチ容器の製造システム、２容器連続体、１０，１０Ａパウチ容器、１１表面シート（胴部シート）、１２裏面シート（胴部シート）、１３底部シート、１４天面シート、１６未シール部、１７充填部、１９ａ下部スポットシール、１９ｂ上部スポットシール、２０トップシール部、２１ボトムシール部、２２サイドシール部、２３，２４シール境界部、３０口栓、３１スパウト、３１ａ筒部、３１ｂフランジ部、３２キャップ、４０容器連続体の製造装置、４１リールユニット、４２アキュームユニット、４３孔形成ユニット、４４折目線形成ユニット、４５折りユニット、４６スパウト装着装置、４６ａ第１シールステーション、４６ｂ第２シールステーション、４６ｃ冷却ステーション、４７メインシール装置、４８切除ユニット、４９スポットシール装置、５０切断装置、５２，５３スポットシールバー、５４スパウト装着孔、５６貫通孔、６０スパウト装着ヘッド、６２ヘッド本体、６３スパウト保持部、６４突起、６８当接部材、６９冷却装置、７０昇降ステージ、７１第１加熱部材（加熱部材）、７２第２加熱部材（加熱部材）、７３冷却部材、７４収容凹部、７５上端部、８０支持部材、８１上側支持板、８２前側壁板、８３第１冷却管（冷却管）、８４後側壁板、８５第２冷却管（冷却管）。８６溝、９０冷却ノズル、Ｌ１-Ｌ６折目線、Ｍシート材、Ｘシート材搬送方向。

Claims

一対の胴部シートと、前記一対の胴部シートの各上端部に接合される天面シートと、前記天面シートに装着されるスパウトとを備えるパウチ容器の製造システムにおいて、前記スパウトのフランジ部を前記天面シートにヒートシールにより装着するスパウト装着装置であって、
前記天面シートとなるシート部分に前記スパウトのフランジ部をヒートシールするために前記シート部分に形成された貫通孔の周縁部を前記フランジ部に押圧して加熱する加熱部材と、
前記加熱部材によって前記スパウトのフランジ部が接合されるときに前記シート部分に当接して支持する支持部材と、
前記支持部材によって支持される前記シート部分を冷却する冷却機構と、を備える、
スパウト装着装置。
請求項１に記載のスパウト装着装置において、
前記冷却機構は、前記支持部材に付設されて内部に冷却媒体が流れる冷却管を含むことを特徴とする、スパウト装着装置。
請求項２に記載のスパウト装着装置において、
前記スパウトのフランジ部を前記天面シートとなるシート部分に仮接合する第１シールステーションと、
前記シート部分に仮接合された前記スパウトのフランジ部を本接合する第２シールステーションと、
前記シート部分に本接合された前記スパウトのフランジ部を冷却する冷却ステーションと、を含み、
前記冷却管は、前記第１ステーションから前記冷却ステーションまで延設されていることを特徴とする、スパウト装着装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパウト装着装置において、
前記冷却機構は、前記シート部分及び支持部材の少なくとも一方に向けて冷却風を吹き付ける冷却ノズルを含むことを特徴とする、スパウト装着装置。