JP3218355B2 - 包装容器の熱接着部形成用加熱ロールの加圧力制御方法 - Google Patents

包装容器の熱接着部形成用加熱ロールの加圧力制御方法

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JP3218355B2
JP3218355B2 JP22205592A JP22205592A JP3218355B2 JP 3218355 B2 JP3218355 B2 JP 3218355B2 JP 22205592 A JP22205592 A JP 22205592A JP 22205592 A JP22205592 A JP 22205592A JP 3218355 B2 JP3218355 B2 JP 3218355B2
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達哉 宮川
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は帯状の包装材料の一枚を
二つ折りして袋状の包装容器を連続成形するにあたっ
て、内容物充填可能な筒状とするため包装材料の重ね合
わせ側縁部を連続的に熱接着し、或いは隣り合う包装容
器を区画するためそれらの間を包装材料長手方向一定間
隔で熱接着するための加熱ロールの加圧力を制御する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】紙、セロファン、金属箔などに合成樹脂
フィルムを積層した柔軟質の帯状の包装材料を二つ折り
して筒状に形成し、その重ね合わせ部分を合成樹脂フィ
ルムを溶融して形成した熱接着部によって接合し所定形
状の袋に成形することは周知である。
【０００３】図４は柔軟質の帯状の包装材料８１を二つ
折りしてその重ね合わせ側縁部を加熱ロール８５の一側
縁部円周方向の押型８６に挟んで縦熱接着部８２を連続
形成することによって筒状に形成し、その中に所定量の
内容物を供給して包装材料８１の前後両面を加熱ロール
８８の軸線方向の押型８９に挟んで横熱接着部８３を一
定間隔で形成する動作を繰返すことによって密封袋状の
包装容器８４を連続成形する技術を概略的に示したもの
である。
【０００４】縦接着用の加熱ロール８５と横接着用の加
熱ロール８８とは包装材料８１を挟んで前後に配置され
ており、幅が異なる包装材料８１を用いてさまざまな横
寸法の包装容器８４が成形できるように充分な余裕をも
った長さに作られており、且つ互いに平行を維持するよ
うに縦接着用の加熱ロール８５においては押型８６の反
対側端部にこれと同径の受輪８７を設け、横接着用の加
熱ロール８８においては両側端部に押型８９と同径の受
輪９０、９１を設けている。
【０００５】このため、包装材料８１を挟んでいないと
きは押型８６および受輪８７、受輪９０および９１がそ
れぞれ接して加熱ロール８５、８８を互いに平行として
いるが、包装材料８１が挟まれると縦接着用の加熱ロー
ル８５においては押型８６の間が拡がるため二つの加熱
ロール８５の中心軸線が受輪８７から押型８６へ向かっ
て開いた状態となる（図５参照）。また、横接着用の加
熱ロール８８においては押型８９の一側方に挟まれるこ
ととなるため横寸法の小さい包装容器８４の場合は二つ
の加熱ロール８８の中心軸線が受輪９１から反対側へ向
かって開いた状態となる（図６参照）。
【０００６】このように押型８６、８９が非平行状態で
包装材料８１を挟むと、接着不充分の個所や過圧接によ
る強度劣化個所を生じ、内容物の漏れや破袋の原因とな
るので、押型８６、８９の間に包装材料８１の厚さに相
当する隙間を与えて加熱ロール８５、８８をそれぞれ互
いに平行に配置させることが行なわれている。
【０００７】図７は現在実施されている隙間形成手段の
一例を示しており、例えば前記縦熱接着部形成用の二つ
の加熱ロール８５Ａ、８５Ｂの一方の加熱ロール８５Ａ
は両端の端軸９２Ａを支持枠９８に回転自由に支持さ
せ、もう一方の加熱ロール８５Ｂは両端の端軸９２Ｂを
支持枠９８の案内９３に可動に嵌装した軸受９４に回転
自由に支持させ、加熱ロール８５Ａ、８５Ｂの押型８６
Ａ、８６Ｂの隙間Ａを増大させる方向へ働く弾性力を押
しばね９５によって軸受９４に作用させるとともに、押
しばね９５に対抗して隙間Ａを所定値に維持させる手動
の調整ねじ９６、ばね９７からなる隙間調整手段を軸受
９４に作用させた構成である。
【０００８】しかしながら、押型８６Ａ、８６Ｂは重ね
合わせられた包装材料を加圧加熱して縦熱接着部を形成
するので、包装材料二枚分の厚さよりも小さい隙間Ａで
対向させておく必要があり、そのため製袋作業時におい
て押型８６Ａ、８６Ｂ側の隙間Ａは大きくなり反対側の
隙間Ａは最初の設定値を維持しようとするため加熱ロー
ル８５Ａ、８５Ｂは非平行となってしまう。
【０００９】このような場合、押しばね９５、ばね９７
のばね力によって包装材料に対する加圧力を調整するよ
うになっているので、加熱ロール８５Ｂの両端の変位に
対応した加圧力調整は不可能であり、加熱ロール８５Ｂ
を相手方加熱ロール８５Ａと平行に戻すことはできな
い。
【００１０】また、軸受９４は熱接着部の精度維持のた
め案内９３との隙間を最小限に設定しているので、加熱
ロール８５Ｂが前述のように変位すると軸受９４が案内
９３に喰付くことがあり、いずれにしても平行に戻すこ
とは不可能である。喰付きをなくすため隙間を大きくす
ると加熱ロール８５Ｂにがたつきを生じて押型８６Ａ、
８６Ｂのローレットに喰違いを生じ、その山同志が突き
合わせられて包装材料を破断するという心配が発生す
る。
【００１１】従って、押しばね９５とばね９７を含む隙
間調整手段とによる図７の手段では依然として前記問題
が解決されない。
【００１２】そこで、押しばね９５、ばね９７により浮
遊状態で加熱ロール８５Ｂを支持する代りに、調整ねじ
９６のみまたはこれに代えて圧力空気使用の流体圧シリ
ンダのみで隙間調整手段を構成し、隙間Ａの最大値を規
定した固定状態で加熱ロール８５Ｂを支持することも行
なわれており、この方式によると加熱ロール８５Ａ、８
５Ｂを常に平行に保つことができる。
【００１３】ところが、調整ねじ９６や流体圧シリンダ
によって軸受９４を動かし隙間Ａの大きさを設定するの
は微細な調整作業が必要できわめて困難であるばかり
か、加熱ロール８５Ａ、８５Ｂの熱による支持枠９８、
軸受９４、調整ねじ９６などの各部の熱膨張によって隙
間Ａが変動するため、熱接着部分を常に監視して接着状
態を調べ隙間Ａを調整しなければならない。更に、包装
材料の厚さが異なるものを使用するときはその都度隙間
Ａを適正値に調整しなければならない。このように両側
端における隙間Ａを同時にまたは各別に絶えず調整する
のはきわめて困難であり、実際の製袋ラインにおいては
実質的に不可能である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、外側周面に熱接着用の押型を突出させて有
している二つの加熱ロールの一方が両端部を支持枠に回
転自由に支持され、もう一方が両端部を支持枠の案内に
沿い可動の軸受に回転自由に支持されてそれらの押型の
隙間を増大させる押しばねと所定値に維持させる隙間調
整手段とを軸受に作用させた前記従来の隙間形成手段
は、製袋作業時に容易に非平行となるとともに平行に戻
すことができないため熱接着部に加熱ロール軸線方向不
均等な加圧力が働き接着不良や破断を生じる心配があ
る、或いは隙間の調整がきわめて面倒且つ困難で実用に
適さない、という点である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は二つの加熱ロールの一方を定位置に設置す
るとともにもう一方をその両端部に各別に制御可能な流
体圧力を作用させて可動に設置し、包装材料を挟んでい
ないとき二つの加熱ロールをそれらの押型が互いに接触
した状態で平行とし、包装材料を挟んだとき両端部の流
体圧力の一部を放出して包装材料を加圧させるとともに
可動側の加熱ロールを包装材料挟み込みの隙間だけ定置
側の加熱ロールから平行状態で離間させる、という構成
とした。
【００１６】可動側の加熱ロールは両側の端軸を回転自
由に支持した軸受を支持枠の案内に嵌装する、という従
来と同じ手段で定置側の加熱ロールに対して可動に設置
される。流体圧力としてはクッション性があり且つ圧力
制御が容易な圧力空気を用いるのがよく、圧力空気が給
排される流体圧シリンダを支持枠に固定してそれより突
出したピストン杆を軸受に接触させた構成とするのがよ
い。
【００１７】流体圧力はポンプで発生させ、可動側の加
熱ロールの両端部に作用する流体圧シリンダに各別に制
御可能な圧力制御弁を経て導入させる。この圧力制御弁
は流体圧力を任意の値に減圧調整して流体圧シリンダに
供給する機能と、流体圧シリンダの流体圧力の一部を放
出して任意の値に調整する機能とをもち、一般に前者機
能を果たす減圧弁と後者機能を果たすリリーフ弁とによ
って構成するか、または二次側圧力が設定圧力以上とな
ったとき二次側圧力を放出するパイロット操作形減圧弁
によって構成し、両側の流体圧シリンダの流体圧力を各
別に且つ互いに同一または異なる値に制御する。
【００１８】先にも述べたように、加熱ロールはさまざ
まな横寸法の包装容器が成形できるように充分な長さを
もっており、縦熱接着部形成用の加熱ロールが常に一端
部で包装材料を挟むのは当然のことながら、横接着部形
成用の加熱ロールにおいても常に一端部に偏った部分で
包装材料を挟む。
【００１９】そして、流体圧力によって互いに隙間なく
接触している押型の間に包装材料が導入されると、包装
材料を挟んだ側の流体圧シリンダのピストン杆が押戻さ
れて流体圧力が上昇し、圧力制御弁はこの圧力上昇分を
放出し設定圧力に戻して包装材料を加圧し熱接着する。
このとき、可動側の加熱ロールは包装材料挟み込み側が
定置側の加熱ロールから離れ、両端部を支持したブッシ
ュが支持枠の案内に沿って可動であることによって反対
側も加熱ロールから離れようとし、この反対側の流体圧
シリンダの流体圧力も上昇する。
【００２０】従って、この圧力上昇をそのままにすれば
二つの加熱ロールは非平行となってしまうが、本発明で
は圧力制御弁より圧力上昇分を放出することにより平行
状態で離間させることができる。
【００２１】包装材料挟み込み側の端部に作用させる流
体圧力は熱接着を行なうのに必要なかなりの高圧である
ことが要求され、もしこの端部にのみ流体圧力を作用さ
せると加熱ロールに反対側の端部を定置側の加熱ロール
から大きく離れさせるモーメントが働く。従ってまた、
この反対側に作用させる流体圧力は前記モーメントに対
抗できればよいので、包装材料挟み込み側の端部に作用
させる流体圧力よりも低い圧力で足りる。この圧力は、
包装材料を挟んでいないときは互いに等しくしておき、
挟んだとき挟み込み側よりも低い圧力となるように制御
することも可能であるが、圧力制御弁の設定圧力を予め
異ならしめておくことにより常に低い圧力に制御する方
が同一構造の圧力制御弁を使用して異なる設定圧力とす
るだけで実施できることから簡便である。
【００２２】また、包装材料の厚さに応じて適正な圧力
を設定し、これをマイクロコンピュータからなる電子式
制御装置に記憶させておき圧力制御弁の設定圧力を適宜
に変更するようにすれば、異なる包装材料を使用する際
に手動で調整する必要がない、という便利さがある。
【００２３】
【作用】包装材料を挟み込んでいないとき二つの加熱ロ
ールは流体圧力によって押型を互いに接触させて平行と
なっている。包装材料が押型の間に挟まれると流体圧力
の一部を放出して包装材料を加圧しながらその挟み込み
の隙間だけ可動側の加熱ロールを平行移動させる。これ
により、押型が包装材料に加える加熱ロール軸線方向の
圧力分布が一定となる。
【００２４】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、図１は図４に示した縦熱接着部形成用の加熱ロール
に本発明を実施した場合を示すものであって、二つの加
熱ロール１、１１は円筒形のロール本体２、１２の両端
部に押型３、１３および受輪４、１４を鍔状に突出させ
て有しているとともに、それらの両側方の端軸５、６、
１５、１６が支持枠２１、２２に軸受７、８、１７、１
８によって回転自由に支持されており、図示しない歯車
機構により互いに反対方向へ同一回転速度で回転させら
れるようになっている。
【００２５】一方の加熱ロール１は支持枠２１、２２に
一定位置で回転自由に支持され、もう一方の加熱ロール
１１は軸受１７、１８の軸受ケース１９、２０を支持枠
２１、２２に設けた案内２３、２４に嵌装することによ
り定置側の加熱ロール１に対して可動とされている。
【００２６】図１、図３を参照して側面長方形の孔から
なる案内２３、２４には流体圧シリンダ３１、３３が基
部を支持枠２１、２２に固定して設置されており、それ
らから突出したピストン杆３２、３４が軸受ケース１
９、２０に接触している。これらの流体圧シリンダ３
１、３３には空気ポンプ３５で発生させアキュムレータ
３６に貯めた圧力空気が圧力制御弁３７、４０により各
別に制御されて供給排出される。
【００２７】本実施例では、圧力制御弁３７、４０をパ
イロット操作形の減圧弁３８、４１およびリリーフ弁３
９、４２の組合せによって構成し、それらのパイロット
部の設定圧力を電子式制御装置４３からの信号によって
任意に変更できるようにした。このため、厚さが異なる
包装材料を取扱う場合、その都度設定した最適圧力値を
電子式制御装置４３に記憶させるか、または予め厚さに
応じた最適圧力値を計算して記憶させておくことによ
り、さまざまな包装材料に対して手動で調整する必要が
ない。
【００２８】このような構成において、押型３、１３が
包装材料を挟んでいないときは減圧弁３８、４１により
設定された流体圧力が流体圧シリンダ３１、３３に供給
されて押型３、１３、受輪４、１４が互いに接して二つ
の加熱ロール１、１１を平行状態としている。このと
き、押型１３側の流体圧力よりも受輪１４側の流体圧力
の方を低くしておく。
【００２９】図２に示すように二つ折りされた包装材料
４５の重ね合わせ側縁部が押型３、１３の間に挟まれる
と、その厚さに応じて加熱ロール１１が動き両端部の流
体圧シリンダ３１、３３のピストン杆３２、３４が押戻
されて流体圧力が上昇する。この上昇分はリリーフ弁３
９、４２によって大気へ放出され、押型３、１３は最初
に設定した流体圧力で包装材料４５を加圧し縦熱接着部
を形成することとなる。反対側の受輪４、１４を接触さ
せている流体圧力は上昇分が放出されることによって加
熱ロール１１をロックすることなく、包装材料４５の厚
さに相当する隙間分だけ平行移動させる。このため、二
つの押型３、１３は互いに平行な状態で包装材料４５を
挟み、縦熱接着部を均等な加圧状態で形成することとな
るのである。
【００３０】尚、横熱接着部形成用の加熱ロールも同様
の手段で制御できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、可動側の加熱ロールの
両端部に流体圧力を加えて定置側の加熱ロールに接触さ
せ、押型が包装材料を挟んだとき流体圧力の一部を放出
して圧力上昇を解消した状態とするものであるから、包
装材料を挟んでいない側がロックされることなく加熱ロ
ールを容易に平行移動させることができる。このため、
押型は加熱ロール軸線方向均一の圧力分布で包装材料を
挟み、接着不良や破断個所がない完全な熱接着部を形成
するものである。
【００３２】また、流体の圧力制御によって可動側の加
熱ロールの両端部の定置側加熱ロールに対する力を各別
に制御するので、熱的影響を受けることなく隙間の調整
が容易且つ適正に行なえるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す横断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図３】包装材料を挟んだときの横断面図。
【図４】熱接着部を形成する従来例の正面略図。
【図５】従来の縦熱接着部形成用加熱ロールの平面説明
図。
【図６】従来の横熱接着部形成用加熱ロールの平面説明
図。
【図７】従来の加熱ロール隙間形成手段の一例の側面説
明図。
【符号の説明】
１、１１ 加熱ロール、３、１３ 押型、１７、１８
軸受、２３、２４ 案内、３１、３３ 流体圧シリン
ダ、３７、４０ 圧力制御弁、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−148427（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56208（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−139417（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−114841（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−82273（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65B 51/10 B65B 51/16 B29C 65/02 - 65/32 B29C 65/78 - 65/80 B31B 1/64 321

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側周面に熱接着用の押型を突出させて
    有している二つの加熱ロールの一方を定位置に設置する
    とともにもう一方を前記定置加熱ロールに対して可動に
    設置し、前記可動加熱ロールの両端部に各別に制御可能
    とした流体圧力を作用させて包装材料を挟んでいないと
    き前記二つの加熱ロールをそれらの押型を互いに接触さ
    せた状態で平行とし、包装材料を挟んだとき前記両端部
    の流体圧力の一部を放出して包装材料を加圧させるとと
    もに前記可動加熱ロールを包装材料挟み込みの隙間だけ
    前記定置加熱ロールから平行状態で離間させることを特
    徴とする包装容器の熱接着部形成用加熱ロールの加圧力
    制御方法。
  2. 【請求項２】 包装材料を挟む側の端部に作用させる流
    体圧力よりも包装材料を挟まない側の端部に作用させる
    流体圧力の方を常に低い圧力に制御する請求項１記載の
    加圧力制御方法。
  3. 【請求項３】 包装材料の厚さに応じた適正な圧力を電
    子式制御装置に記憶させ、流体圧力を包装材料によって
    調整する請求項１記載の加圧力制御方法。
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