JP3539948B2 - 単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂の単一素材からなる単層フィルムを搬送させながら所定の接着部を融着して袋状に成形し、米袋等を製袋するのに好適な単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からポリエチレンやナイロン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を素材とするフィルムを袋状に成形した米袋等が製造されているが、ポリエチレン樹脂を単層で形成した単層フイルムに背張りと底張りとを施して袋状に成形し、単層のポリエチレンフィルム袋を製造することは極めて難しいといわれていた。この点について米袋を例に説明すると、まず、従来の樹脂製の米袋には、筒状のポリエチレン樹脂を単層で形成した単層フィルム袋と、複数の樹脂フィルムを積層させて多層に形成した多層フィルム袋とが存在していた。
【０００３】
まず、従来の単層フィルム袋の製造方法について説明する。従来の単層フィルム袋の製造方法は、インフレーション法によって筒状のフィルムを製膜し、その筒状フィルムの底部にあたる部分を融着し、同時に溶断することにより単層フィルム袋を製造するようになっている。前記インフレーション法は、溶融させた樹脂材料を環状の口金（ダイ）を備えた金型から筒状に押し出し、その内側に空気を吹き込んで膨張させた後に冷却し、その冷却後の筒状フィルムをピンチローラで巻き取ることにより薄膜円筒状のフィルム原反を製造するようになっている。そして、前記筒状フィルムに所望の印刷を施した後、米袋の底部にあたる部分をインパルス式ヒートシーラー（特許文献１参照）により１対の加熱体で狭持して溶断および融着し、融着部分が冷えて安定するまで狭持し続けて最終的にフィルム袋を完成するようになっていた。
【０００４】
一方、従来の多層フィルム袋の製造方法について説明すると、多層フィルム袋の製造方法は、例えばナイロン樹脂とポリエチレン樹脂のように融点が異なる異種の樹脂や、融点が異なる同種のポリエチレン樹脂をフラットダイ法（Ｔダイ法）を用いて複数層のフィルムに製膜する。この多層フィルムの製膜には、一般的に多層ダイが用いられており、例えば、複数の押出機から溶融樹脂をフィードブロックにより層状に組み合わせ、その後、通常のフラットダイに送り込んで多層のフィルムとして押し出したり、あるいは複数の溶融樹脂が多層ダイの別々のマニホールドに送り込まれ、出口部分の直前で合流接合されることにより多層フィルムが製膜される。また、別途、独立にフラットダイから押し出された直後のフィルムを圧着し、ラミネートする方法もある。そして、多層フィルムの片側面に、表面および裏面の両面印刷を同時に行い、その後、製袋装置（特許文献２参照）等により多層フィルムの両側縁部を中央で合掌させるように立て合わせて接着する、いわゆる合掌背張りを行ったり、あるいは、両側縁部を片側サイドで合わせて両サイドを接着する、いわゆる両サイドシールを行うとともに、さらに、底部を底張りして袋状に成形するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４６１８６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７２８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の単層フィルム袋の製造方法によれば、予め筒状のフィルムが形成されるため、縦方向の接着である、いわゆる背張りを行う必要がなく、作業が簡略化されてフィルム袋の製造コストが安いというメリットがある。しかし、フィルムが予め筒状になっているため、グラビア印刷によって米袋の表面と裏面の両面印刷を工程上施す場合、表面印刷と裏面印刷とを行わなければならない。よって反転装置を装備していなければならないというデメリットがある。したがって、両面印刷の時間とコストが大きいという問題があり、特に、近年では米袋にカラー印刷を施すことが一般化しており、より精巧な印刷が求められている状況にある。この点、前述した筒状のフィルムでは、多色印刷になるほど印刷作業工程が倍増し印刷コストが高くなってしまうため、米袋を利用する業界の市場単価を考慮すると、筒状のフィルム袋にグラビア印刷での高度なカラー印刷を施した製品を提供することは現実的に不可能である。
【０００７】
一方、従来の多層フィルム袋の製造方法によれば、一回のグラビア印刷での平面上表裏面を一度で印刷することができるため、印刷コストの低減を図ることができるが、フィルムの内側に融着し易い樹脂を成膜するために、融点の異なる異種または同種の樹脂を２種類以上組み合わせて積層しなければならない。したがって、原料コストはもとより、ドライラミネートやエクストリュージョンラミネート、ダイレクトラミネート等のラミネート加工に要する作業とコストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、単層フィルムおよび多層フィルムのデメリットを解消するものとして、平面状の樹脂フィルムを単層で製膜し、一度の印刷で両面印刷を施し、背張りおよび底張りを施して袋状に成形できる技術が開発されることが望ましい。しかしながら、従来の技術では、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着は極めて難しく、加熱が足りないと全く接着されないし、加熱し過ぎると接着部が直ちに溶解し千切れたり変形してしまうという問題がある。例えば、特開２００２−４６１８６号公報に記載されたインパルス式ヒートシーラーは、ヒータを備えた圧着体を有しており、この圧着体によりフィルム等のシール部を狭持圧着するとともに、前記ヒータに電流を流してシール温度にまで上昇させて融着するようになっている。このようなインパルス式ヒートシーラーを使用すれば、単層フィルム袋の開口部を封止するような単発の接着は可能である。
【０００９】
しかしながら、従来のインパルス式ヒートシーラーは、一回限りの封着をするものだったため、長尺状の樹脂フィルムを搬送しながら背張りおよび底張りの両方を行うような接着はできなかった。特に、搬送方向に長い接着部を接着するような構造にはなっていなかったし、また、接着を終えると次の接着のために、その都度、ヒータを冷却しなければならず、相当な時間がかかる。一方、筒状に形成したフィルムの底部を接着する場合には、底部を圧着体で加熱して融着した後に、接着部の温度が低下して安定するまでずれないように前記圧着体によって狭持していなければならない。これでは樹脂フィルムを搬送させながら次々に接着を進めることはできない。
【００１０】
また、特開２００１−２８７２８４号公報に記載された発明のように、フィルムを搬送させながら袋状に製袋する装置も提案されているが、多層フィルムを成形する装置であり、ポリエチレン樹脂のような単層フィルム同士の接着が困難な素材について、搬送させながら袋状に成形することを目的に提案された製袋装置は存在しない。したがって、従来の多層フィルムの米袋は、内側の融着しやすいフィルム層同士を接着しなければならないため、２枚の多層フィルムを表裏に重ねて両サイドの２カ所を接着するようにしたり、１枚の多層フィルムであれば、その両側縁部を中央位置で合掌するように立てて位置合わせし、合掌背張りを施して折り畳む加工方法しかなかった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルムについて、接着部を変形させたり千切れさせることなく速やかに、かつ、きれいに融着することができるし、単層フィルムを搬送させながら袋状に成形して低価格の樹脂袋を提供でき、さらに多層フィルム袋ではできなかった、接着部を上下に重ねて接着するいわゆる封筒張りを単層フィルム袋により実現できるようにした単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る単層フィルム製袋装置の特徴は、単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えており、さらに、前記接着部整合手段により単層フィルムの両側縁部が折り返されて筒状に重ねられたとき、その内側に熱風を送り込む熱送風手段を備えている点にある。
【００１３】
そして、このような構成を採用したことにより、フィルム搬送手段により単層フィルムが順次搬送されると、接着部整合手段がその両側縁部を重ね合わせて縦接着部を位置合わせし、この縦接着部の内側に熱送風手段が熱風を送り込み、この縦接着部に対して加熱された複数の縦予熱ヒータ部が順番に圧接し、前記縦接着部を徐々に融点温度へと上昇させたところで、縦融着ヒータ部が圧接し融着する。その後、その融着された接着部に縦冷却部が圧接して速やかに冷却する。これにより、単層フィルムであっても接着部周辺を損傷させることなく、搬送方向に長い接着部をきれいに接着することができる。また、縦接着および横接着を行う前に、予め単層フィルムを軟化させられることはもとより、筒状に折り返された単層フィルムの内側に熱風を送り込むことによって、上下に重ねられた縦接着部の下方側に熱を籠もらすことができるため、各ヒータ部が上方から当てられたときに、前記縦接着部の上下面の温度格差が小さくなり、温度上昇を制御しやすくなる。
【００１４】
また、本発明において、横接着手段が、横接着部における接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の横予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の横接着部を溶融させて接着する横融着ヒータ部と、融着完了後の横接着部を冷却する横冷却部と、それらの各横予熱ヒータ部、前記横融着ヒータ部および前記横冷却部をフィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる横上下駆動部とを備えており、前記横予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件は、縦予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件に比べて、加熱温度が低く、かつ、付与回数が多く設定されてもよい。これは、単層フィルムが搬送されると、横接着部には常に引き離される方向の引張力が作用するため、縦接着部よりも一層慎重に温度上昇をなだらかにしなければならないからであり、これにより、横接着部を変形させたり千切れさせることなく搬送させながら接着することができる。
【００１５】
また、本発明では、縦接着面の温度を緩やかに融点へ近づけるのをできるだけ速やかに行うために、加熱と熱解除を回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部が、すべて単層フィルムの融点以上の温度に加熱されるようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明において、縦接着手段は、単層フィルムの縦接着部の上面と、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部との間に介在され、少なくとも前記単層フィルムが前記縦予熱ヒータ部から前記縦冷却部まで搬送される間、前記単層フィルムの縦接着部上面に接触したまま一緒に搬送される縦接着部保護シートを備えていることが好ましい。これにより、溶融した縦接着部は、わずかな力が作用するだけで変形したり、位置ずれを起こしてしまうが、縦接着部保護シートが、縦接着部の上面にぴったりと接触して保護したまま単層フィルムと一緒に搬送されるため、縦予熱ヒータ部や縦融着ヒータ部によって圧接力や離間力が繰り返し作用しても、前記縦接着部が変形したり、位置ずれを起こしてしまうの防止する。また、縦接着部は搬送方向に長いため、いくつかに分割して加熱することになるが、縦接着部保護シートが縦接着部を保護しているため、各加熱部の間における条件格差が小さくなり、安定した加熱が行える。さらに、加熱は複数回に分けて行われるが、縦接着部保護シートが、縦接着部からの放熱を抑制し、縦接着部が急冷されるのを防止するため、接着部の温度上昇を緩やかに行う。
【００１７】
さらに、本発明において、縦接着部保護シートは、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部の上方および下方を搬送方向に沿って周回するように複数の回転ローラ部に巻き巡らされていることが望ましい。これにより、簡単な構造にして確実に縦接着部保護シートが縦接着部の上面を保護しながら単層フィルムと一緒に移動する。
【００２１】
さらに、本発明において、単層フィルムに通気構造を形成するための通気構造形成手段を接着部整合手段の上流側に配置しており、その通気構造形成手段は、前記単層フィルムにその内側から通気孔となるスリットを形成するスリット形成部と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせするシール引出部と、前記有孔シールを所定の長さで溶断するとともに前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うように融着するシール融着部とを有していることが望ましい。これにより、縦接着および横接着を行う製袋工程において同時に通気構造を形成することができるし、単層フィルムに形成されたスリットは、その切り口が単層フィルム袋の内側から外側に向かって形成されるため、内部の空気が排出されやすく外部の埃や水が浸入しにくく、さらに有孔シールは単層フィルムの内側に貼られているため外部からの浸入物を防げる。
【００２２】
また、本発明において、通気構造形成手段はさらに有孔シールを所定の長さで切断するシール切断部を備えていることが好ましい。これにより、シール切断部を別途備えることで、シール融着部によって有孔シールが溶断および融着される前にシール切断部が切断するため、有孔シールの種類を溶断しやすいものに限定する必要がなくなり、選択の幅が広げられる。さらに、搬送手段による間欠搬送に合わせて速やかに有効シールを貼るために、シール引出部は、有効シールロールからスリットを被覆できる長さ分の有効シールを引き出すために、単層フィルムの所定の間欠搬送に合わせてその有効シールを狭持したまま下方に移動する１対の第１シール狭持体と、この第１シール狭持体により引き出された有効シールが戻らないように、前記第１シール狭持体による次の引出動作が開始されるまでその有効シールを狭持する１対の第２シール狭持体とを備えていることが望ましい。
【００２３】
また、本発明に係る単層フィルム接着方法の特徴は、熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせし、その接着部に対して前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された融着ヒータ部を押圧して融着する場合、その融着ヒータ部による融着工程前に、その単層フィルムの融点以上の温度に設定された予熱ヒータ部によって加熱と熱解除とを複数回にわたって繰り返し、前記接着部の接着面温度を緩やかに融点へ近づけておくようにする点にある。そして、このような方法により、熱可塑性樹脂からなる単層フィルムに対して一気に溶融させるのではなく、融点以上の温度によって複数回にわたり加熱し、徐々に緩やかな温度上昇曲線を描くようにして接着部を融解して接着するようになっており、単層フィルムであっても接着部やその周辺を損傷させることなく、きれいに接着することができる。
【００２４】
本発明の作用効果は、前述の単層フィルム製袋装置に限らず、例えば、フィルム搬送手段により搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合工程と、この工程により重ね合わされた縦接着部を縦接着手段によって加熱して接着する縦接着工程と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を横接着手段によって加熱して接着する横接着工程等を有する単層フィルム接着方法や、あるいは、熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を接着するための単層フィルム接着機であって、前記単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせする接着部整合手段と、すべてが単層フィルムの融点以上の温度に設定された複数の予熱ヒータ部と、これらの予熱ヒータ部によって徐々に融点近傍にまで加熱された接着部に融点以上の温度を付与して融着する融着ヒータ部と、その融着後の接着部を冷却する冷却部とを有している単層フィルム接着機にも適用することができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機の実施形態の一例を図面を用いて説明する。図１から図５に、本実施形態の単層フィルム接着機１ａを備えた単層フィルム製袋装置１を示す。本実施形態の単層フィルム製袋装置１は、熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルム２を円筒状に巻いて製膜したフィルム原反３から前記単層フィルム２を繰り出して搬送し、搬送方向の縦接着と横方向の横接着を施して袋状に成形するものである。
【００２６】
本実施形態の単層フィルム製袋装置１は、主として、各構成部を支持するとともに搬送される単層フィルム２を載置する支持基台４と、ロール状のフィルム原反３から単層フィルム２を繰り出して搬送するためのフィルム搬送手段５と、このフィルム搬送手段５により搬送される平面状の単層フィルム２の両側縁部を重ね合わせて縦方向の縦接着部２ａを位置合わせする接着部整合手段６と、この接着部整合手段６により前記単層フィルム２の両側縁部が折り返されて筒状に重ねられたときにその内側に熱風を送り込む熱送風手段７と、前記接着部整合手段６により重ね合わされた縦接着部２ａを加熱して接着する縦接着手段８と、縦接着部２ａが接着された単層フィルム２に底部を形成するために搬送方向を横断する方向の底接着部２ｂを加熱して接着する横接着手段９と、長尺状のフィルムを袋状に成形された底部位置で切断する切断手段１０と、各構成部の制御するためのコントロールユニット１１とを有している。
【００２７】
ここで本実施形態の各構成部についてより詳細に説明すると、図１に示すように、フィルム搬送手段５は、支持基台４上に配置され、縦接着手段８や横接着手段９に単層フィルム２を間欠的に搬送するようになっており、フィルム原反３のロール軸３ａを支持する回転自在にされた原反回転軸５ａと、この原反回転軸５ａを所定の回転数で駆動する原反送り駆動サーボモータ５ｂと、前記フィルム原反３から単層フィルム２を繰り出す際に案内をするガイドローラ５ｃと、単層フィルム２を貯留させてテンションを調整する初期ダンサー部５ｄと、接着部整合手段６により接着部が重ね合わせられた後の単層フィルム２を下流側へ繰り出す中間繰出ローラ部５ｅと、この中間繰出ローラ部５ｅから繰り出される単層フィルム２を一旦貯留してテンションを調整する中間ダンサー部５ｆと、縦接着手段８の下流側に配置されており縦接着部２ａが接着された後の単層フィルム２をさらに下流へと送り出すための上流ゴムローラ部５ｇと、この上流ゴムローラ部５ｇを回転駆動する上流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｈと、前記上流ゴムローラ部５ｇのすぐ下流側に配置されて前記単層フィルム２の張力を一定に保持する定テンション部５ｉと、横接着手段９の下流側に配置されており底接着部２ｂが接着された後の単層フィルム２を引っ張って搬送する下流ゴムローラ部５ｊと、この下流ゴムローラ部５ｊを回転駆動する下流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｋと、袋状に成形した製品を載せて搬送するコンベア５ｌとから構成されている。
【００２８】
また、接着部整合手段６は、フィルム原反３から繰り出される平面状の単層フィルム２の左右両側縁部を中央側へ折り畳むように案内して２つの縦接着部２ａを上下に重ねるように位置合わせする第１フォーミングユニット１３と、この第１フォーミングユニット１３より下流側であって縦接着手段８の上流側に配置されており縦接着の直前に再び上下から縦接着部２ａを押さえて整える第２フォーミングユニット１４とから構成されている。前記第１フォーミングユニット１３には、図２および図３に示すように、上流側から順に、左右一対のガイド棒１３ａ、ゴムを素材とする３組の初期フォーミングロール１３ｂ、２組の初期押さえ板１３ｃが配置されている。そして、前記ガイド棒１３ａの両端側から中央前方に折り曲げられた形状に沿って単層フィルム２の両端縁部が搬送されるにつれて中央側へと寄せられ、前記初期フォーミングロール１３ｂによって中央位置で両端縁部が重ね合わされ、前記初期押さえ板１３ｃによって両端縁部が縦接着部２ａとして上下に位置合わせされるようになっている。また、第２フォーミングユニット１４は、２組の中間押さえ板１４ｃの間に中間フォーミングロール１４ｂが配置される構成とされており、縦接着工程の直前に縦接着部２ａを確実に位置合わせするようになっている。
【００２９】
熱送風手段７は、前述した第１フォーミングユニット１３の近傍に配置されており、その第１フォーミングユニット１３により縦接着部２ａが位置合わせされて筒状に形成される単層フィルム２の内側に図示しない熱風ヒータで暖められた熱を送風するようになっている。この熱風ヒータにより送り込まれる熱風は、単層フィルム２を軟化して位置合わせ作業や縦接着および横接着作業がやりやすくなるのはもちろん、筒状に重ねられた単層フィルム２の内側に熱風を送り込むことにより、後の接着工程で外側から加えられる熱による温度差を低減することができる。つまり、熱風を送り込むことで上下に重ねられた縦接着部２ａの下方側に熱を籠もらせることができ、縦接着の際に上方側から加熱されたときに接着部の上下面の温度格差を小さくして温度上昇をよりスムーズに行えるようになっている。
【００３０】
縦接着手段８は、図１から図４に示すように、縦接着部２ａの接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂと、その予熱を加えた後の縦接着部２ａを溶融させて接着する縦融着ヒータ部１６と、融着完了後の縦接着部２ａを冷却する縦冷却部１７と、前記縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７を上下駆動させる縦上下駆動部１８と、縦接着部２ａの上面に接触して単層フィルム２とともに搬送されて接着部の変形を防止する縦接着部保護シート１９と、この縦接着部保護シート１９を単層フィルム２とともに搬送させるための複数の回転ローラ部２０とから構成されている。
【００３１】
本実施形態では、縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂが２つ配置されており、それぞれ第１縦予熱ヒータ部１５ａおよび第２縦予熱ヒータ部１５ｂとされている。これらの縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６は、長手方向の縦接着部２ａに接着漏れをなくすため、搬送方向にほとんど間隙を空けずに連続的に並べられてヒータホルダー等に保持されている。各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の温度は、単層フィルム２の素材や融点、搬送方向および速度、室温および湿度等により最適条件が適宜設定されるが、本実施形態では、融点が１２０℃のポリエチレンフィルムを成形する場合、第１縦予熱ヒータ部１５ａおよび第２縦予熱ヒータ部１５ｂの温度を約１５０℃〜２１０℃に設定し、縦融着ヒータ部１６の温度を約１７０℃〜２５０℃に設定するようになっている。このような縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂの温度により加熱と熱解除を繰り返すことによって、接着面が急激に溶融されずに、徐々になだらかに融点温度へと近づけられて、最後に縦融着ヒータ部１６の加熱により接着面が融着されるようになっている。なお、第１縦予熱ヒータ部１５ａ、第２縦予熱ヒータ部１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の長さは、同一の長さに形成されており、本実施形態では単層フィルム袋の縦長さの１／２の長さに形成されている。
【００３２】
また、縦冷却部１７は、縦融着ヒータ部１６の下流側にわずかな隙間を空けて配置されており、内部に冷却水が循環されている。この縦冷却部１７は、フィルム袋の縦長さと同等の長さ、つまり縦融着ヒータ部１６の長さの２倍に形成されている。これにより、縦融着ヒータ部１６により融着された縦接着部２ａを２回にわたって直ちに急冷し、接着力を安定させるようになっている。
【００３３】
さらに、前記縦上下駆動部１８は、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７の各上方部分を保持する縦保持バー１８ａを有しているとともに、この縦保持バー１８ａの上流側端部および下流側端部を保持し搬送経路を跨ぐように架設された１対の縦上下駆動ブリッジ１８ｂが配置されている。これらの縦上下駆動ブリッジ１８ｂの４つの脚部は、上下動可能に支持されており縦コイルバネ１８ｃによって常に上方に付勢されている。そして、縦上下駆動部１８には、前記縦上下駆動ブリッジ１８ｂを一定周期で縦コイルバネ１８ｃの付勢力に抗して降下させることにより縦保持バー１８ａを上下駆動させる縦上下駆動サーボモータ（図示せず）が配置されている。
【００３４】
また、縦接着部保護シート１９は、縦接着部２ａの上面と、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７との間に介在されて各ヒータ部が単層フィルム２に接着しないように剥離材の役割を果たしている。従って、その素材は耐熱性や耐衝撃性に優れたものが好ましく、本実施形態ではポリテトラフルオロエチレンを素材とする合成樹脂シートを使用している。そして、第１縦予熱ヒータ部１５ａの上流および縦冷却部１７の下流の上下位置には、４つの回転ローラ部２０がそれぞれ回転自在に配置されている。これらの回転ローラ部２０の回転軸（図示せず）には、縦接着部保護シート１９が巻回されており、これにより前記縦接着部保護シート１９が単層フィルム２とともに移動される。したがって、単層フィルム２の接着部は、融点温度前後に加熱されるため極めて変形や位置ずれし易い状態にあるが、前記縦接着部保護シート１９が単層フィルム２の縦接着部２ａを保護しつつ共に搬送されるため、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の圧接力や離間力が作用しても接着面がずれてしまったり、変形したりするのを防止できるようになっている。
【００３５】
横接着手段９は、底接着部２ｂにおける接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、その予熱を加えた後の底接着部２ｂを溶融させて接着する横融着ヒータ部２３と、融着完了後の底接着部２ｂを冷却する横冷却部２４と、これらの各構成部を上下駆動させて単層フィルム２に圧接させる横上下駆動部２６とから構成されている。
【００３６】
本実施形態では、横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを３つ備えており、それぞれ第１横予熱ヒータ部２２ａ、第２横予熱ヒータ部２２ｂおよび第３横予熱ヒータ部２２ｃとされる。これら３つの横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３は、単層フィルム袋の縦長さの間隔を空けて搬送方向に並置されている。つまり、単層フィルム袋の縦長さは、２回分の間欠搬送距離に相当するため、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３は、二間欠搬送分の間隔を隔てて配置されている。これにより、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃによる加熱後に一間欠搬送分の間が一旦空けられてから次の加熱が行われるようになっており、搬送方向への引張力に弱い底接着部２ｂをより慎重に温度上昇させるようになっている。
【００３７】
ここで各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３の温度は、単層フィルム２の素材や融点、搬送方向および速度、室温および湿度等により最適条件が適宜設定されるが、本実施形態では、融点が１２０℃のポリエチレンフィルムを成形する場合、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの温度を約１２０℃〜１８０℃に設定し、横融着ヒータ部２３の温度を約１３０℃〜１８０℃に設定するようになっている。このように横接着では、縦接着の場合に比べて各ヒータ部の温度を低く設定している。これは、底接着部２ｂが搬送方向に対して直交しているため、加熱した後に単層フィルム２を搬送した場合、前記底接着部２ｂを引き離す方向に引張力が作用して千切れたり伸びてしまう可能性が極めて高いことから、その温度上昇をより緩やかにやさしく行うようにしている。かかる温度に設定された横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを使用して加熱と熱解除とを３回繰り返すことによって、横接着面が徐々に緩やかに融点温度へと近づけられ、最後に横融着ヒータ部２３が加熱することにより接着面が変形したり、位置ずれることなく接着される。
【００３８】
また、前記横冷却部２４は、横融着ヒータ部２３の下流側に一間欠搬送分の間隔を隔てて配置されており、内部に冷却水が循環されている。横冷却部２４を横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃや横融着ヒータ部２３の間隔よりも狭く設定しているのは、溶融された底接着部２ｂを最小の搬送回数で迅速に冷却し固化させて不安定な接着面をいち早く安定させるためである。
【００３９】
なお、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３の圧接面には、耐熱性や耐衝撃性に優れた合成樹脂からなる横接着部保護シート２５が貼付されており、底接着部との間に介在して単層フィルム２の表面を保護している。本実施形態では横接着部保護シート２５の素材としてポリテトラフルオロエチレンが使用されている。
【００４０】
また、前記横上下駆動部２６は、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、横融着ヒータ部２３および横冷却部２４の各上方部分を保持する横保持バー（図示せず）を有しているとともに、この横保持バーを保持しつつ搬送経路を跨ぐように架設された横上下駆動ブリッジ２６ａを備えており、前記各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、前記横融着ヒータ部２３および前記横冷却部２４がそれぞれ搬送方向に対して横断するように配置される。各横上下駆動ブリッジ２６ａの両脚部には、上下動可能に支持されており、横コイルバネ２６ｂにより常に上方へ付勢されている。また、横上下駆動部２６には、前記横上下駆動ブリッジ２６ａを横コイルバネ２６ｂの付勢力に抗して下降させて各横保持バーを一定周期で上下駆動させる横上下駆動サーボモータ（図示せず）が配置されている。
【００４１】
切断手段１０は、横接着手段９の下流側に配置されており、単層フィルム２に印刷された切断位置を示すカットマークを検知するマークセンサユニット１０ａと、カットマーク位置で単層フィルム２を切断するカッター１０ｂとから構成されている。
【００４２】
コントロールユニット１１は、各ヒータ部の温度設定やフィルム搬送手段５の搬送速度、上下駆動サーボモータの動作を制御するための制御部（図示せず）を備えているとともに、それらの設定値を入出力する入出力パネルを備えている。
【００４３】
つぎに、本発明に係る単層フィルム製袋装置１の実施形態の作用および接着部の接着方法について説明する。
【００４４】
平面状の単層フィルム２を袋状に成形して単層フィルム袋を製造する場合、すでに両面印刷されたフィルム原反３を原反回転軸５ａにセットしておき、原反送り駆動サーボモータ５ｂが駆動することで前記原反回転軸５ａが回転し単層フィルム２を送り出す。これにより、単層フィルム２はガイドローラ５ｃおよび初期ダンサー部５ｄを経て第１フォーミングユニット１３へ搬送される。第１フォーミングユニット１３では、ガイド棒１３ａが単層フィルム２の左右両側縁部を中央側へ折り畳むように案内し、初期フォーミングロール１３ｂによって中央位置で両端縁部が重ね合わせられ、初期押さえ板１３ｃによって両端縁部が縦接着部２ａとして上下に位置合わせされる。このとき熱送風手段７が、縦接着部２ａが重ねられて筒状に形成された単層フィルム２の内側に熱風を送り込み、単層フィルム２を軟化させるとともに内側に熱を籠もらせて助走的に温度を上昇させておく。
【００４５】
つづいて縦接着部２ａが整合された単層フィルム２を中間繰出ローラ部５ｅによって下流側へと繰り出し、中間ダンサー部５ｆによって一旦貯留して単層フィルム２のテンションを調整し、第２フォーミングユニット１４の中間押さえ板１４ｃおよび中間フォーミングロール１４ｂによって縦接着部２ａを再び上下から押さえて整える。
【００４６】
単層フィルム２の縦接着部２ａが位置合わせされて縦接着手段８へと搬送されると、縦接着手段８では、まず、単層フィルム２を第１縦予熱ヒータ部１５ａへと搬送すると、縦接着部保護シート１９が縦接着部２ａの上面に接触する。そして、縦上下駆動サーボモータが縦上下駆動ブリッジ１８ｂを縦コイルバネ１８ｃに抗して下降させて縦保持バー１８ａを下げると、前記単層フィルム２の融点以上の温度に加熱された第１縦予熱ヒータ部１５ａが、縦接着部保護シート１９を介して縦接着部２ａに圧接し加熱する。
【００４７】
つづいて、その第１縦予熱ヒータ部１５ａの圧接を一旦解除して縦接着部２ａの温度が急激に上昇しないように放熱しつつ、単層フィルム２を次の第２縦予熱ヒータ部１５ｂへと搬送する。このとき、縦接着部保護シート１９は、回転ローラ部２０に巻回されていて周回できるようになっているため、単層フィルム２の搬送動作に追従して縦接着部２ａの上面に接触したまま一緒に搬送される。
【００４８】
そして、第２縦予熱ヒータ部１５ｂでは、第１縦予熱ヒータ部１５ａと同様の動作により、その第１縦予熱ヒータ部１５ａの温度と同等もしくはそれ以上の温度に加熱された第２縦予熱ヒータ部１５ｂが縦接着部保護シート１９を介して縦接着部２ａに圧接して加熱する。その後、第２縦予熱ヒータ部１５ｂの圧接を解除することにより熱を若干放熱して縦接着部２ａが一気に融解してしまうのを回避しつつ、単層フィルム２を縦接着部保護シート１９とともに縦融着ヒート部へと搬送する。このように縦接着部２ａから縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂを離間させても縦接着部２ａの接着面の温度が急激に低下することはない。なぜなら、前記縦接着部２ａの下面側は筒状に形成されているため熱が籠もっているし、上面側は縦接着部保護シート１９が常に接触しているため直接空冷されることはなく、むしろ緩やかに接着面の温度を融点へと近づけることができる。
【００４９】
そして、縦接着部２ａの接着面を各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂによって溶融温度近傍まで上昇させておいて、最後に縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂと同等もしくはより高温に加熱した縦融着ヒータ部１６を縦接着部２ａに圧接し、接着面を完全に溶融させて接着する。その後、単層フィルム２を縦冷却部１７へと搬送して２回にわたって冷却し、接着面を安定させておいてから縦接着部保護シート１９を縦接着部２ａの上面から剥離する。
【００５０】
このように縦接着が終了すると、つぎに横接着を行うため、上流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｈの駆動により上流ゴムローラ部５ｇが回動して単層フィルム２を下流側へと搬送し、定テンション部５ｉが単層フィルム２の張力を一定に調整しつつ移送する。そして、この定テンション部５ｉの下流側にある横接着手段９へと単層フィルム２を搬送する。
【００５１】
横接着手段９では、横上下駆動サーボモータが駆動して横上下駆動ブリッジ２６ａを横コイルバネ２６ｂに抗して下降させ、第１横予熱ヒータ部２２ａを下降させる。これにより融点以上の温度に加熱された第１横予熱ヒータ部２２ａを単層フィルム２の底部に対して圧接させて底接着部２ｂを加熱する。この加熱後に横上下駆動サーボモータを駆動させて圧接を解除し、熱を若干放熱しつつ同時に単層フィルム２を下流側へ搬送する。つづいて単層フィルム２を第２横予熱ヒータ部２２ｂへと搬送する場合、二間欠搬送分の間隔が空けられているため、その分、前述した縦接着部２ａの場合よりも長く放熱され、より緩やかに温度が上昇することになる。そして、第２横予熱ヒータ部２２ｂおよび第３横予熱ヒータ部２２ｃにおいても、単層フィルム２の融点以上に加熱されたヒータが順次、底接着部２ｂに圧接され加熱する。このように予熱を３段階で付与することにより底接着部２ｂを緩やかに温度上昇させられる。
【００５２】
その後、融点以上の温度に加熱された横融着ヒータ部２３が、融点近傍温度にまで温度上昇された底接着部２ｂに圧接すると、底接着部２ｂが完全に融解し、重ねられた接着面が接着する。この融着が完了すると、単層フィルム２を横融着ヒータ部２３から一間欠搬送分だけ離れて配置された横冷却部２４へと搬送し、前記横冷却部２４が圧接することにより速やかに底接着部２ｂを冷却する。
【００５３】
横接着が完了すると、下流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｋの駆動により下流ゴムローラが回転し、単層フィルム２をマークセンサユニット１０ａへと搬送する。このマークセンサユニット１０ａは、単層フィルム２に印刷されているカットマークを検知してコントロールユニット１１に伝え、カッター１０ｂがカットマーク位置で単層フィルム２を切断し、単層フィルム袋を完成させてコンベア５ｌへ載せる。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば、ポリエチレン樹脂のような熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルム２を袋状に成形する場合、縦接着工程および横接着工程の違いに応じて適正な温度制御の下に接着部を緩やかに融点へと近づけて接着するため、接着部周辺を変形させたり千切れさせることなく接着面のみを迅速に融着し、一連の搬送動作によって縦接着および横接着を行い自動的に単層フィルム袋を成形することができる。
【００５５】
また、従来の多層フィルム袋では各層の融点が異なるため、上下に接着面を重ねられず背張りの際に、いわゆる合掌張りしかできなかったが、本実施形態によれば縦接着部２ａを上下に重ねて接着する、いわゆる封筒張りが実現できる。
【００５６】
つぎに、本発明に係る単層フィルム製袋装置１の他の実施形態について図６を参照しつつ説明する。
【００５７】
なお、他の実施形態の構成のうち、前述した実施形態と同一もしくは相当する構成については同一の符号を付し再度の説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の特徴は、第１フォーミングユニット１３の上流側に単層フィルム袋内の空気を排気するための通気構造を形成する通気構造形成手段３１が配置されている点にある。この通気構造形成手段３１は、米袋に米を充填した場合に荷積みを安定させるために袋内部の空気を外部へ排出するとともに、外部から袋内部へ埃や虫や水が浸入するのを防止する構造を形成するものである。
【００５９】
図６に示すように、通気構造形成手段３１は、単層フィルム袋内の空気を排気するための通気孔であるスリット（図示せず）を単層フィルム２の内側から切り込んで形成するスリット形成部３２と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロール３０ａから前記スリットを被覆できる長さの有孔シール３０を引き出して位置合わせするシール引出部３３と、スリット上に位置合わせした有孔シール３０を加熱することにより溶断および融着を同時に行うシール融着部３４と、融着した有孔シール３０を冷却して接着面を安定させるシール冷却部３５とを有している。
【００６０】
スリット形成部３２は、平面山形状に形成されたスリット刃３２ａと、このスリット刃３２ａを上下動自在に保持するスリット刃保持体３２ｂと、前記スリット刃３２ａを上下駆動させるスリット刃上下駆動サーボモータ３２ｃとから構成されている。前記スリット刃３２ａが平面山形状に形成されていることにより単層フィルム２に刺さりやすいし、切り口が必要以上に切り裂けてしまうのを防止する。
【００６１】
シール引出部３３は、有孔シールロール３０ａを回転自在に保持するロール保持軸３３ａと、前記有孔シールロール３０ａからスリットを被覆できる長さ分の有孔シール３０を引き出すために有孔シール３０を狭持したまま下方に移動する１対の第１シール狭持体３３ａと、この第１シール狭持体３３ａにより引き出される有孔シール３０が戻らないようにその有孔シール３０を狭持する１対の第２シール狭持体３３ｂと、前記第１シール狭持体３３ａの狭持動作および上下動作を駆動制御する第１制御部３３ｃと、前記第２シール狭持体３３ｂの狭持動作を駆動制御する第２制御部３３ｄと、前記有孔シール３０が引き出される経路途中で前記有孔シール３０を所定の方向に案内する複数のシールガイドローラ３３ｅとを備えている。第１シール狭持体３３ａおよび第２シール狭持体３３ｂの狭持面は、滑り止め用の凹凸面に形成されている。
【００６２】
シール融着部３４は、有孔シール３０を溶断し融着できる温度に設定されたシール融着ヒータ３４ａと、このシール融着ヒータ３４ａを上下動可能に保持するヒータ保持体３４ｂと、シール融着ヒータ３４ａを上下駆動させるヒータ上下駆動サーボモータ３４ｃとから構成されている。シール融着ヒータ３４ａの押圧面には、図示しない発熱体が、スリットを囲うように中央を空けて形成されているとともに、有孔シール３０の幅以上の大きさに形成されており、前記有孔シール３０を溶断することができるようになっている。
【００６３】
シール冷却部３５は、内部に冷却水が循環されるシール冷却体３５ａと、このシール冷却体３５ａを上下動自在に保持するシール冷却保持体３５ｂと、前記シール冷却体３５ａを上下駆動させるシール冷却上下駆動サーボモータ３５ｃとから構成されている。
【００６４】
なお、通気構造形成手段３１は、最終製品となる単層フィルム袋の右側または左側の上端位置および下端位置に通気構造を形成するように配置されている。この位置に通気構造を形成するのは、米袋が荷積みされても上下の米袋によって通気構造が塞がれないようにするためである。
【００６５】
つぎに、通気構造形成手段３１の作用について説明すると、フィルム原反３から送り出された平板状の単層フィルム２に対して、山形状のスリット刃３２ａが下降し、前記単層フィルム２の内側から切り込みを入れてスリットを形成する。これにより、スリットは内側から外側に向いた切り口に形成される。つづいて、単層フィルム２が下流側へ間欠的に搬送されるのに同調して、１対の第２シール狭持体３３ｂが狭持していた有孔シール３０を離すとともに、同時に第１シール狭持体３３ａが有孔シール３０を狭持したまま所定の距離だけ下降する。これにより、有孔シールロール３０ａから所定の長さの有孔シール３０が引き出される。第１シール狭持体３３ａが下限値まで下降したときに、第２シール狭持体３３ｂが再び有孔シール３０を狭持する。そして、第１シール狭持体３３ａが狭持していた有孔シール３０を離して上昇し、元の位置に戻る。
【００６６】
そして、引き出された有孔シール３０は、シールガイドローラに案内されて単層フィルム２の上面に乗せられて下流側に移動し、シール融着部３４の下へと案内される。そのシール融着部３４の下では、有孔シール３０が、単層フィルム２のスリットを覆うように位置合わせされる。そこにシール融着ヒータ３４ａが下降して、前記有孔シール３０に押圧すると、前記有孔シール３０が溶断されるとともに単層フィルム２の内面に融着される。
【００６７】
有孔シール３０を融着した後、単層フィルム２が搬送されて有孔シール３０がシール冷却部３５の下に移動する。このタイミングに合わせてシール冷却上下駆動サーボモータ３５ｃが駆動し、シール冷却体３５ａが降下して有孔シール３０を押圧し、融着面を冷却する。これにより有孔シール３０の接着部が冷却されて安定する。その後、単層フィルム２は、フィルム搬送手段５によって下流の第１フォーミングユニット１３へと搬送され、製袋工程へと進行される。
【００６８】
したがって、本実施形態によれば、単層フィルム２を搬送させながら有孔シール３０を使った通気構造を形成することができるため、縦接着および底接着を行う工程に通気構造形成工程を組み入れることができ、迅速かつ効率的に通気構造を備えた単層フィルム袋を製造することができる。また、通気構造を備えた単層フィルム袋は、この単層フィルム袋の内側からスリットが形成され、このスリットを覆うようにして有孔シール３０が貼付されているため、袋体内の空気が有孔シール３０の小孔を経てスリットから排出されやすく、外からの埃や雨水等に対してはスリットが閉じる方向に作用するとともに、有孔シール３０が水を浸透させないように働くため防水効果に優れている。
【００６９】
なお、前述した通気構造形成手段３１では、シール融着部３４が有孔シール３０を溶断するようになっているが、これに限らず、別途、シール切断部（図示せず）をシール融着ヒータ３４ａの前に配置するようにしてもよい。これにより、有孔シール３０を溶断するのではなく、シール切断部が有孔シール３０を所定の長さに切断してから、シール融着部３４により融着する。したがって、有孔シール３０を選ぶ場合に、融着する温度で溶断もできる素材のものに限定されないため、選択肢が拡がり、強度や通気の点でより一層、通気構造に適した素材の有孔シール３０を選択することができる。
【００７０】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００７１】
例えば、本実施形態では、単層フィルム２の搬送方向に横断する方向の接着部として、単層フィルム袋の底部を形成する底接着部２ｂを例に挙げて説明しているが、これに限る必要はなく、様々な部分の横接着に適用することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、単層フィルム接着機１ａを単層フィルム製袋装置１の一部として説明しているが、これに限るものではなく、接着機能のみを独立させた単層フィルム接着機１ａであってもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルムについて、その接着部や周辺を変形させたり千切れさせることなく速やかに、かつ、きれいに融着することができるし、単層フィルムを搬送させながら袋状に成形して低価格の樹脂袋を提供でき、さらに多層フィルム袋ではできなかった、接着部を上下に重ねて接着するいわゆる封筒張りを単層フィルム袋により実現できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単層フィルム製袋装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１を上方からみた平面図である。
【図３】本実施形態の単層フィルム製袋装置の搬送経路上における主構成部を示す省略斜視図である。
【図４】本実施形態における縦接着手段の構成を示す模式図である。
【図５】本実施形態における横接着手段の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に係る単層フィルム製袋装置の他の実施形態における通気構造形成手段の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 単層フィルム製袋装置
１ａ 単層フィルム接着機
２ 単層フィルム
２ａ 縦接着部
２ｂ 底接着部
３ フィルム原反
４ 支持基台
５ フィルム搬送手段
５ｃ ガイドローラ
５ｅ 中間繰出ローラ部
５ｇ 上流ゴムローラ部
５ｊ 下流ゴムローラ部
６ 接着部整合手段
７ 熱送風手段
８ 縦接着手段
９ 横接着手段
１０ 切断手段
１１ コントロールユニット
１３ 第１フォーミングユニット
１４ 第２フォーミングユニット
１５ａ 第１縦予熱ヒータ部
１５ｂ 第２縦予熱ヒータ部
１６ 縦融着ヒータ部
１７ 縦冷却部
１８ 縦上下駆動部
１９ 縦接着部保護シート
２０ 回転ローラ部
２２ａ 第１横予熱ヒータ部
２２ｂ 第２横予熱ヒータ部
２２ｃ 第３横予熱ヒータ部
２３ 横融着ヒータ部
２４ 横冷却部
２５ 横接着部保護シート
２６ 横上下駆動部
３０ 有孔シール
３１ 通気構造形成手段
３２ スリット形成部
３２ａ スリット刃
３３ シール引出部
３３ａ 第１シール狭持体
３３ｂ 第２シール狭持体
３４ シール融着部
３４ａ シール融着ヒータ
３５ シール冷却部
３５ａ シール冷却体
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂の単一素材からなる単層フィルムを搬送させながら所定の接着部を融着して袋状に成形し、米袋等を製袋するのに好適な単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からポリエチレンやナイロン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を素材とするフィルムを袋状に成形した米袋等が製造されているが、ポリエチレン樹脂を単層で形成した単層フイルムに背張りと底張りとを施して袋状に成形し、単層のポリエチレンフィルム袋を製造することは極めて難しいといわれていた。この点について米袋を例に説明すると、まず、従来の樹脂製の米袋には、筒状のポリエチレン樹脂を単層で形成した単層フィルム袋と、複数の樹脂フィルムを積層させて多層に形成した多層フィルム袋とが存在していた。
【０００３】
まず、従来の単層フィルム袋の製造方法について説明する。従来の単層フィルム袋の製造方法は、インフレーション法によって筒状のフィルムを製膜し、その筒状フィルムの底部にあたる部分を融着し、同時に溶断することにより単層フィルム袋を製造するようになっている。前記インフレーション法は、溶融させた樹脂材料を環状の口金（ダイ）を備えた金型から筒状に押し出し、その内側に空気を吹き込んで膨張させた後に冷却し、その冷却後の筒状フィルムをピンチローラで巻き取ることにより薄膜円筒状のフィルム原反を製造するようになっている。そして、前記筒状フィルムに所望の印刷を施した後、米袋の底部にあたる部分をインパルス式ヒートシーラー（特許文献１参照）により１対の加熱体で狭持して溶断および融着し、融着部分が冷えて安定するまで狭持し続けて最終的にフィルム袋を完成するようになっていた。
【０００４】
一方、従来の多層フィルム袋の製造方法について説明すると、多層フィルム袋の製造方法は、例えばナイロン樹脂とポリエチレン樹脂のように融点が異なる異種の樹脂や、融点が異なる同種のポリエチレン樹脂をフラットダイ法（Ｔダイ法）を用いて複数層のフィルムに製膜する。この多層フィルムの製膜には、一般的に多層ダイが用いられており、例えば、複数の押出機から溶融樹脂をフィードブロックにより層状に組み合わせ、その後、通常のフラットダイに送り込んで多層のフィルムとして押し出したり、あるいは複数の溶融樹脂が多層ダイの別々のマニホールドに送り込まれ、出口部分の直前で合流接合されることにより多層フィルムが製膜される。また、別途、独立にフラットダイから押し出された直後のフィルムを圧着し、ラミネートする方法もある。そして、多層フィルムの片側面に、表面および裏面の両面印刷を同時に行い、その後、製袋装置（特許文献２参照）等により多層フィルムの両側縁部を中央で合掌させるように立て合わせて接着する、いわゆる合掌背張りを行ったり、あるいは、両側縁部を片側サイドで合わせて両サイドを接着する、いわゆる両サイドシールを行うとともに、さらに、底部を底張りして袋状に成形するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４６１８６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７２８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の単層フィルム袋の製造方法によれば、予め筒状のフィルムが形成されるため、縦方向の接着である、いわゆる背張りを行う必要がなく、作業が簡略化されてフィルム袋の製造コストが安いというメリットがある。しかし、フィルムが予め筒状になっているため、グラビア印刷によって米袋の表面と裏面の両面印刷を工程上施す場合、表面印刷と裏面印刷とを行わなければならない。よって反転装置を装備していなければならないというデメリットがある。したがって、両面印刷の時間とコストが大きいという問題があり、特に、近年では米袋にカラー印刷を施すことが一般化しており、より精巧な印刷が求められている状況にある。この点、前述した筒状のフィルムでは、多色印刷になるほど印刷作業工程が倍増し印刷コストが高くなってしまうため、米袋を利用する業界の市場単価を考慮すると、筒状のフィルム袋にグラビア印刷での高度なカラー印刷を施した製品を提供することは現実的に不可能である。
【０００７】
一方、従来の多層フィルム袋の製造方法によれば、一回のグラビア印刷での平面上表裏面を一度で印刷することができるため、印刷コストの低減を図ることができるが、フィルムの内側に融着し易い樹脂を成膜するために、融点の異なる異種または同種の樹脂を２種類以上組み合わせて積層しなければならない。したがって、原料コストはもとより、ドライラミネートやエクストリュージョンラミネート、ダイレクトラミネート等のラミネート加工に要する作業とコストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、単層フィルムおよび多層フィルムのデメリットを解消するものとして、平面状の樹脂フィルムを単層で製膜し、一度の印刷で両面印刷を施し、背張りおよび底張りを施して袋状に成形できる技術が開発されることが望ましい。しかしながら、従来の技術では、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着は極めて難しく、加熱が足りないと全く接着されないし、加熱し過ぎると接着部が直ちに溶解し千切れたり変形してしまうという問題がある。例えば、特開２００２−４６１８６号公報に記載されたインパルス式ヒートシーラーは、ヒータを備えた圧着体を有しており、この圧着体によりフィルム等のシール部を狭持圧着するとともに、前記ヒータに電流を流してシール温度にまで上昇させて融着するようになっている。このようなインパルス式ヒートシーラーを使用すれば、単層フィルム袋の開口部を封止するような単発の接着は可能である。
【０００９】
しかしながら、従来のインパルス式ヒートシーラーは、一回限りの封着をするものだったため、長尺状の樹脂フィルムを搬送しながら背張りおよび底張りの両方を行うような接着はできなかった。特に、搬送方向に長い接着部を接着するような構造にはなっていなかったし、また、接着を終えると次の接着のために、その都度、ヒータを冷却しなければならず、相当な時間がかかる。一方、筒状に形成したフィルムの底部を接着する場合には、底部を圧着体で加熱して融着した後に、接着部の温度が低下して安定するまでずれないように前記圧着体によって狭持していなければならない。これでは樹脂フィルムを搬送させながら次々に接着を進めることはできない。
【００１０】
また、特開２００１−２８７２８４号公報に記載された発明のように、フィルムを搬送させながら袋状に製袋する装置も提案されているが、多層フィルムを成形する装置であり、ポリエチレン樹脂のような単層フィルム同士の接着が困難な素材について、搬送させながら袋状に成形することを目的に提案された製袋装置は存在しない。したがって、従来の多層フィルムの米袋は、内側の融着しやすいフィルム層同士を接着しなければならないため、２枚の多層フィルムを表裏に重ねて両サイドの２カ所を接着するようにしたり、１枚の多層フィルムであれば、その両側縁部を中央位置で合掌するように立てて位置合わせし、合掌背張りを施して折り畳む加工方法しかなかった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルムについて、接着部を変形させたり千切れさせることなく速やかに、かつ、きれいに融着することができるし、単層フィルムを搬送させながら袋状に成形して低価格の樹脂袋を提供でき、さらに多層フィルム袋ではできなかった、接着部を上下に重ねて接着するいわゆる封筒張りを単層フィルム袋により実現できるようにした単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る単層フィルム製袋装置の特徴は、単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えており、さらに、前記接着部整合手段により単層フィルムの両側縁部が折り返されて筒状に重ねられたとき、その内側に熱風を送り込む熱送風手段を備えている点にある。
【００１３】
そして、このような構成を採用したことにより、フィルム搬送手段により単層フィルムが順次搬送されると、接着部整合手段がその両側縁部を重ね合わせて縦接着部を位置合わせし、この縦接着部の内側に熱送風手段が熱風を送り込み、この縦接着部に対して加熱された複数の縦予熱ヒータ部が順番に圧接し、前記縦接着部を徐々に融点温度へと上昇させたところで、縦融着ヒータ部が圧接し融着する。その後、その融着された接着部に縦冷却部が圧接して速やかに冷却する。これにより、単層フィルムであっても接着部周辺を損傷させることなく、搬送方向に長い接着部をきれいに接着することができる。また、縦接着および横接着を行う前に、予め単層フィルムを軟化させられることはもとより、筒状に折り返された単層フィルムの内側に熱風を送り込むことによって、上下に重ねられた縦接着部の下方側に熱を籠もらすことができるため、各ヒータ部が上方から当てられたときに、前記縦接着部の上下面の温度格差が小さくなり、温度上昇を制御しやすくなる。
【００１４】
また、本発明において、横接着手段が、横接着部における接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の横予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の横接着部を溶融させて接着する横融着ヒータ部と、融着完了後の横接着部を冷却する横冷却部と、それらの各横予熱ヒータ部、前記横融着ヒータ部および前記横冷却部をフィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる横上下駆動部とを備えており、前記横予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件は、縦予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件に比べて、加熱温度が低く、かつ、付与回数が多く設定されてもよい。これは、単層フィルムが搬送されると、横接着部には常に引き離される方向の引張力が作用するため、縦接着部よりも一層慎重に温度上昇をなだらかにしなければならないからであり、これにより、横接着部を変形させたり千切れさせることなく搬送させながら接着することができる。
【００１５】
また、本発明では、縦接着面の温度を緩やかに融点へ近づけるのをできるだけ速やかに行うために、加熱と熱解除を回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部が、すべて単層フィルムの融点以上の温度に加熱されるようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明において、縦接着手段は、単層フィルムの縦接着部の上面と、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部との間に介在され、少なくとも前記単層フィルムが前記縦予熱ヒータ部から前記縦冷却部まで搬送される間、前記単層フィルムの縦接着部上面に接触したまま一緒に搬送される縦接着部保護シートを備えていることが好ましい。これにより、溶融した縦接着部は、わずかな力が作用するだけで変形したり、位置ずれを起こしてしまうが、縦接着部保護シートが、縦接着部の上面にぴったりと接触して保護したまま単層フィルムと一緒に搬送されるため、縦予熱ヒータ部や縦融着ヒータ部によって圧接力や離間力が繰り返し作用しても、前記縦接着部が変形したり、位置ずれを起こしてしまうの防止する。また、縦接着部は搬送方向に長いため、いくつかに分割して加熱することになるが、縦接着部保護シートが縦接着部を保護しているため、各加熱部の間における条件格差が小さくなり、安定した加熱が行える。さらに、加熱は複数回に分けて行われるが、縦接着部保護シートが、縦接着部からの放熱を抑制し、縦接着部が急冷されるのを防止するため、接着部の温度上昇を緩やかに行う。
【００１７】
さらに、本発明において、縦接着部保護シートは、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部の上方および下方を搬送方向に沿って周回するように複数の回転ローラ部に巻き巡らされていることが望ましい。これにより、簡単な構造にして確実に縦接着部保護シートが縦接着部の上面を保護しながら単層フィルムと一緒に移動する。
【００２１】
さらに、本発明において、単層フィルムに通気構造を形成するための通気構造形成手段を接着部整合手段の上流側に配置しており、その通気構造形成手段は、前記単層フィルムにその内側から通気孔となるスリットを形成するスリット形成部と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせするシール引出部と、前記有孔シールを所定の長さで溶断するとともに前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うように融着するシール融着部とを有していることが望ましい。これにより、縦接着および横接着を行う製袋工程において同時に通気構造を形成することができるし、単層フィルムに形成されたスリットは、その切り口が単層フィルム袋の内側から外側に向かって形成されるため、内部の空気が排出されやすく外部の埃や水が浸入しにくく、さらに有孔シールは単層フィルムの内側に貼られているため外部からの浸入物を防げる。
【００２２】
また、本発明において、通気構造形成手段はさらに有孔シールを所定の長さで切断するシール切断部を備えていることが好ましい。これにより、シール切断部を別途備えることで、シール融着部によって有孔シールが溶断および融着される前にシール切断部が切断するため、有孔シールの種類を溶断しやすいものに限定する必要がなくなり、選択の幅が広げられる。さらに、搬送手段による間欠搬送に合わせて速やかに有効シールを貼るために、シール引出部は、有効シールロールからスリットを被覆できる長さ分の有効シールを引き出すために、単層フィルムの所定の間欠搬送に合わせてその有効シールを狭持したまま下方に移動する１対の第１シール狭持体と、この第１シール狭持体により引き出された有効シールが戻らないように、前記第１シール狭持体による次の引出動作が開始されるまでその有効シールを狭持する１対の第２シール狭持体とを備えていることが望ましい。
【００２３】
また、本発明に係る単層フィルム接着方法の特徴は、熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせし、その接着部に対して前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された融着ヒータ部を押圧して融着する場合、その融着ヒータ部による融着工程前に、その単層フィルムの融点以上の温度に設定された予熱ヒータ部によって加熱と熱解除とを複数回にわたって繰り返し、前記接着部の接着面温度を緩やかに融点へ近づけておくようにする点にある。そして、このような方法により、熱可塑性樹脂からなる単層フィルムに対して一気に溶融させるのではなく、融点以上の温度によって複数回にわたり加熱し、徐々に緩やかな温度上昇曲線を描くようにして接着部を融解して接着するようになっており、単層フィルムであっても接着部やその周辺を損傷させることなく、きれいに接着することができる。
【００２４】
本発明の作用効果は、前述の単層フィルム製袋装置に限らず、例えば、フィルム搬送手段により搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合工程と、この工程により重ね合わされた縦接着部を縦接着手段によって加熱して接着する縦接着工程と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を横接着手段によって加熱して接着する横接着工程等を有する単層フィルム接着方法や、あるいは、熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を接着するための単層フィルム接着機であって、前記単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせする接着部整合手段と、すべてが単層フィルムの融点以上の温度に設定された複数の予熱ヒータ部と、これらの予熱ヒータ部によって徐々に融点近傍にまで加熱された接着部に融点以上の温度を付与して融着する融着ヒータ部と、その融着後の接着部を冷却する冷却部とを有している単層フィルム接着機にも適用することができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る単層フィルム製袋装置、単層フィルム接着方法および単層フィルム接着機の実施形態の一例を図面を用いて説明する。図１から図５に、本実施形態の単層フィルム接着機１ａを備えた単層フィルム製袋装置１を示す。本実施形態の単層フィルム製袋装置１は、熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルム２を円筒状に巻いて製膜したフィルム原反３から前記単層フィルム２を繰り出して搬送し、搬送方向の縦接着と横方向の横接着を施して袋状に成形するものである。
【００２６】
本実施形態の単層フィルム製袋装置１は、主として、各構成部を支持するとともに搬送される単層フィルム２を載置する支持基台４と、ロール状のフィルム原反３から単層フィルム２を繰り出して搬送するためのフィルム搬送手段５と、このフィルム搬送手段５により搬送される平面状の単層フィルム２の両側縁部を重ね合わせて縦方向の縦接着部２ａを位置合わせする接着部整合手段６と、この接着部整合手段６により前記単層フィルム２の両側縁部が折り返されて筒状に重ねられたときにその内側に熱風を送り込む熱送風手段７と、前記接着部整合手段６により重ね合わされた縦接着部２ａを加熱して接着する縦接着手段８と、縦接着部２ａが接着された単層フィルム２に底部を形成するために搬送方向を横断する方向の底接着部２ｂを加熱して接着する横接着手段９と、長尺状のフィルムを袋状に成形された底部位置で切断する切断手段１０と、各構成部の制御するためのコントロールユニット１１とを有している。
【００２７】
ここで本実施形態の各構成部についてより詳細に説明すると、図１に示すように、フィルム搬送手段５は、支持基台４上に配置され、縦接着手段８や横接着手段９に単層フィルム２を間欠的に搬送するようになっており、フィルム原反３のロール軸３ａを支持する回転自在にされた原反回転軸５ａと、この原反回転軸５ａを所定の回転数で駆動する原反送り駆動サーボモータ５ｂと、前記フィルム原反３から単層フィルム２を繰り出す際に案内をするガイドローラ５ｃと、単層フィルム２を貯留させてテンションを調整する初期ダンサー部５ｄと、接着部整合手段６により接着部が重ね合わせられた後の単層フィルム２を下流側へ繰り出す中間繰出ローラ部５ｅと、この中間繰出ローラ部５ｅから繰り出される単層フィルム２を一旦貯留してテンションを調整する中間ダンサー部５ｆと、縦接着手段８の下流側に配置されており縦接着部２ａが接着された後の単層フィルム２をさらに下流へと送り出すための上流ゴムローラ部５ｇと、この上流ゴムローラ部５ｇを回転駆動する上流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｈと、前記上流ゴムローラ部５ｇのすぐ下流側に配置されて前記単層フィルム２の張力を一定に保持する定テンション部５ｉと、横接着手段９の下流側に配置されており底接着部２ｂが接着された後の単層フィルム２を引っ張って搬送する下流ゴムローラ部５ｊと、この下流ゴムローラ部５ｊを回転駆動する下流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｋと、袋状に成形した製品を載せて搬送するコンベア５ｌとから構成されている。
【００２８】
また、接着部整合手段６は、フィルム原反３から繰り出される平面状の単層フィルム２の左右両側縁部を中央側へ折り畳むように案内して２つの縦接着部２ａを上下に重ねるように位置合わせする第１フォーミングユニット１３と、この第１フォーミングユニット１３より下流側であって縦接着手段８の上流側に配置されており縦接着の直前に再び上下から縦接着部２ａを押さえて整える第２フォーミングユニット１４とから構成されている。前記第１フォーミングユニット１３には、図２および図３に示すように、上流側から順に、左右一対のガイド棒１３ａ、ゴムを素材とする３組の初期フォーミングロール１３ｂ、２組の初期押さえ板１３ｃが配置されている。そして、前記ガイド棒１３ａの両端側から中央前方に折り曲げられた形状に沿って単層フィルム２の両端縁部が搬送されるにつれて中央側へと寄せられ、前記初期フォーミングロール１３ｂによって中央位置で両端縁部が重ね合わされ、前記初期押さえ板１３ｃによって両端縁部が縦接着部２ａとして上下に位置合わせされるようになっている。また、第２フォーミングユニット１４は、２組の中間押さえ板１４ｃの間に中間フォーミングロール１４ｂが配置される構成とされており、縦接着工程の直前に縦接着部２ａを確実に位置合わせするようになっている。
【００２９】
熱送風手段７は、前述した第１フォーミングユニット１３の近傍に配置されており、その第１フォーミングユニット１３により縦接着部２ａが位置合わせされて筒状に形成される単層フィルム２の内側に図示しない熱風ヒータで暖められた熱を送風するようになっている。この熱風ヒータにより送り込まれる熱風は、単層フィルム２を軟化して位置合わせ作業や縦接着および横接着作業がやりやすくなるのはもちろん、筒状に重ねられた単層フィルム２の内側に熱風を送り込むことにより、後の接着工程で外側から加えられる熱による温度差を低減することができる。つまり、熱風を送り込むことで上下に重ねられた縦接着部２ａの下方側に熱を籠もらせることができ、縦接着の際に上方側から加熱されたときに接着部の上下面の温度格差を小さくして温度上昇をよりスムーズに行えるようになっている。
【００３０】
縦接着手段８は、図１から図４に示すように、縦接着部２ａの接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂと、その予熱を加えた後の縦接着部２ａを溶融させて接着する縦融着ヒータ部１６と、融着完了後の縦接着部２ａを冷却する縦冷却部１７と、前記縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７を上下駆動させる縦上下駆動部１８と、縦接着部２ａの上面に接触して単層フィルム２とともに搬送されて接着部の変形を防止する縦接着部保護シート１９と、この縦接着部保護シート１９を単層フィルム２とともに搬送させるための複数の回転ローラ部２０とから構成されている。
【００３１】
本実施形態では、縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂが２つ配置されており、それぞれ第１縦予熱ヒータ部１５ａおよび第２縦予熱ヒータ部１５ｂとされている。これらの縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６は、長手方向の縦接着部２ａに接着漏れをなくすため、搬送方向にほとんど間隙を空けずに連続的に並べられてヒータホルダー等に保持されている。各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の温度は、単層フィルム２の素材や融点、搬送方向および速度、室温および湿度等により最適条件が適宜設定されるが、本実施形態では、融点が１２０℃のポリエチレンフィルムを成形する場合、第１縦予熱ヒータ部１５ａおよび第２縦予熱ヒータ部１５ｂの温度を約１５０℃〜２１０℃に設定し、縦融着ヒータ部１６の温度を約１７０℃〜２５０℃に設定するようになっている。このような縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂの温度により加熱と熱解除を繰り返すことによって、接着面が急激に溶融されずに、徐々になだらかに融点温度へと近づけられて、最後に縦融着ヒータ部１６の加熱により接着面が融着されるようになっている。なお、第１縦予熱ヒータ部１５ａ、第２縦予熱ヒータ部１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の長さは、同一の長さに形成されており、本実施形態では単層フィルム袋の縦長さの１／２の長さに形成されている。
【００３２】
また、縦冷却部１７は、縦融着ヒータ部１６の下流側にわずかな隙間を空けて配置されており、内部に冷却水が循環されている。この縦冷却部１７は、フィルム袋の縦長さと同等の長さ、つまり縦融着ヒータ部１６の長さの２倍に形成されている。これにより、縦融着ヒータ部１６により融着された縦接着部２ａを２回にわたって直ちに急冷し、接着力を安定させるようになっている。
【００３３】
さらに、前記縦上下駆動部１８は、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７の各上方部分を保持する縦保持バー１８ａを有しているとともに、この縦保持バー１８ａの上流側端部および下流側端部を保持し搬送経路を跨ぐように架設された１対の縦上下駆動ブリッジ１８ｂが配置されている。これらの縦上下駆動ブリッジ１８ｂの４つの脚部は、上下動可能に支持されており縦コイルバネ１８ｃによって常に上方に付勢されている。そして、縦上下駆動部１８には、前記縦上下駆動ブリッジ１８ｂを一定周期で縦コイルバネ１８ｃの付勢力に抗して降下させることにより縦保持バー１８ａを上下駆動させる縦上下駆動サーボモータ（図示せず）が配置されている。
【００３４】
また、縦接着部保護シート１９は、縦接着部２ａの上面と、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂ、縦融着ヒータ部１６および縦冷却部１７との間に介在されて各ヒータ部が単層フィルム２に接着しないように剥離材の役割を果たしている。従って、その素材は耐熱性や耐衝撃性に優れたものが好ましく、本実施形態ではポリテトラフルオロエチレンを素材とする合成樹脂シートを使用している。そして、第１縦予熱ヒータ部１５ａの上流および縦冷却部１７の下流の上下位置には、４つの回転ローラ部２０がそれぞれ回転自在に配置されている。これらの回転ローラ部２０の回転軸（図示せず）には、縦接着部保護シート１９が巻回されており、これにより前記縦接着部保護シート１９が単層フィルム２とともに移動される。したがって、単層フィルム２の接着部は、融点温度前後に加熱されるため極めて変形や位置ずれし易い状態にあるが、前記縦接着部保護シート１９が単層フィルム２の縦接着部２ａを保護しつつ共に搬送されるため、各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂおよび縦融着ヒータ部１６の圧接力や離間力が作用しても接着面がずれてしまったり、変形したりするのを防止できるようになっている。
【００３５】
横接着手段９は、底接着部２ｂにおける接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、その予熱を加えた後の底接着部２ｂを溶融させて接着する横融着ヒータ部２３と、融着完了後の底接着部２ｂを冷却する横冷却部２４と、これらの各構成部を上下駆動させて単層フィルム２に圧接させる横上下駆動部２６とから構成されている。
【００３６】
本実施形態では、横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを３つ備えており、それぞれ第１横予熱ヒータ部２２ａ、第２横予熱ヒータ部２２ｂおよび第３横予熱ヒータ部２２ｃとされる。これら３つの横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３は、単層フィルム袋の縦長さの間隔を空けて搬送方向に並置されている。つまり、単層フィルム袋の縦長さは、２回分の間欠搬送距離に相当するため、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３は、二間欠搬送分の間隔を隔てて配置されている。これにより、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃによる加熱後に一間欠搬送分の間が一旦空けられてから次の加熱が行われるようになっており、搬送方向への引張力に弱い底接着部２ｂをより慎重に温度上昇させるようになっている。
【００３７】
ここで各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３の温度は、単層フィルム２の素材や融点、搬送方向および速度、室温および湿度等により最適条件が適宜設定されるが、本実施形態では、融点が１２０℃のポリエチレンフィルムを成形する場合、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの温度を約１２０℃〜１８０℃に設定し、横融着ヒータ部２３の温度を約１３０℃〜１８０℃に設定するようになっている。このように横接着では、縦接着の場合に比べて各ヒータ部の温度を低く設定している。これは、底接着部２ｂが搬送方向に対して直交しているため、加熱した後に単層フィルム２を搬送した場合、前記底接着部２ｂを引き離す方向に引張力が作用して千切れたり伸びてしまう可能性が極めて高いことから、その温度上昇をより緩やかにやさしく行うようにしている。かかる温度に設定された横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを使用して加熱と熱解除とを３回繰り返すことによって、横接着面が徐々に緩やかに融点温度へと近づけられ、最後に横融着ヒータ部２３が加熱することにより接着面が変形したり、位置ずれることなく接着される。
【００３８】
また、前記横冷却部２４は、横融着ヒータ部２３の下流側に一間欠搬送分の間隔を隔てて配置されており、内部に冷却水が循環されている。横冷却部２４を横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃや横融着ヒータ部２３の間隔よりも狭く設定しているのは、溶融された底接着部２ｂを最小の搬送回数で迅速に冷却し固化させて不安定な接着面をいち早く安定させるためである。
【００３９】
なお、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび横融着ヒータ部２３の圧接面には、耐熱性や耐衝撃性に優れた合成樹脂からなる横接着部保護シート２５が貼付されており、底接着部との間に介在して単層フィルム２の表面を保護している。本実施形態では横接着部保護シート２５の素材としてポリテトラフルオロエチレンが使用されている。
【００４０】
また、前記横上下駆動部２６は、各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、横融着ヒータ部２３および横冷却部２４の各上方部分を保持する横保持バー（図示せず）を有しているとともに、この横保持バーを保持しつつ搬送経路を跨ぐように架設された横上下駆動ブリッジ２６ａを備えており、前記各横予熱ヒータ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、前記横融着ヒータ部２３および前記横冷却部２４がそれぞれ搬送方向に対して横断するように配置される。各横上下駆動ブリッジ２６ａの両脚部には、上下動可能に支持されており、横コイルバネ２６ｂにより常に上方へ付勢されている。また、横上下駆動部２６には、前記横上下駆動ブリッジ２６ａを横コイルバネ２６ｂの付勢力に抗して下降させて各横保持バーを一定周期で上下駆動させる横上下駆動サーボモータ（図示せず）が配置されている。
【００４１】
切断手段１０は、横接着手段９の下流側に配置されており、単層フィルム２に印刷された切断位置を示すカットマークを検知するマークセンサユニット１０ａと、カットマーク位置で単層フィルム２を切断するカッター１０ｂとから構成されている。
【００４２】
コントロールユニット１１は、各ヒータ部の温度設定やフィルム搬送手段５の搬送速度、上下駆動サーボモータの動作を制御するための制御部（図示せず）を備えているとともに、それらの設定値を入出力する入出力パネルを備えている。
【００４３】
つぎに、本発明に係る単層フィルム製袋装置１の実施形態の作用および接着部の接着方法について説明する。
【００４４】
平面状の単層フィルム２を袋状に成形して単層フィルム袋を製造する場合、すでに両面印刷されたフィルム原反３を原反回転軸５ａにセットしておき、原反送り駆動サーボモータ５ｂが駆動することで前記原反回転軸５ａが回転し単層フィルム２を送り出す。これにより、単層フィルム２はガイドローラ５ｃおよび初期ダンサー部５ｄを経て第１フォーミングユニット１３へ搬送される。第１フォーミングユニット１３では、ガイド棒１３ａが単層フィルム２の左右両側縁部を中央側へ折り畳むように案内し、初期フォーミングロール１３ｂによって中央位置で両端縁部が重ね合わせられ、初期押さえ板１３ｃによって両端縁部が縦接着部２ａとして上下に位置合わせされる。このとき熱送風手段７が、縦接着部２ａが重ねられて筒状に形成された単層フィルム２の内側に熱風を送り込み、単層フィルム２を軟化させるとともに内側に熱を籠もらせて助走的に温度を上昇させておく。
【００４５】
つづいて縦接着部２ａが整合された単層フィルム２を中間繰出ローラ部５ｅによって下流側へと繰り出し、中間ダンサー部５ｆによって一旦貯留して単層フィルム２のテンションを調整し、第２フォーミングユニット１４の中間押さえ板１４ｃおよび中間フォーミングロール１４ｂによって縦接着部２ａを再び上下から押さえて整える。
【００４６】
単層フィルム２の縦接着部２ａが位置合わせされて縦接着手段８へと搬送されると、縦接着手段８では、まず、単層フィルム２を第１縦予熱ヒータ部１５ａへと搬送すると、縦接着部保護シート１９が縦接着部２ａの上面に接触する。そして、縦上下駆動サーボモータが縦上下駆動ブリッジ１８ｂを縦コイルバネ１８ｃに抗して下降させて縦保持バー１８ａを下げると、前記単層フィルム２の融点以上の温度に加熱された第１縦予熱ヒータ部１５ａが、縦接着部保護シート１９を介して縦接着部２ａに圧接し加熱する。
【００４７】
つづいて、その第１縦予熱ヒータ部１５ａの圧接を一旦解除して縦接着部２ａの温度が急激に上昇しないように放熱しつつ、単層フィルム２を次の第２縦予熱ヒータ部１５ｂへと搬送する。このとき、縦接着部保護シート１９は、回転ローラ部２０に巻回されていて周回できるようになっているため、単層フィルム２の搬送動作に追従して縦接着部２ａの上面に接触したまま一緒に搬送される。
【００４８】
そして、第２縦予熱ヒータ部１５ｂでは、第１縦予熱ヒータ部１５ａと同様の動作により、その第１縦予熱ヒータ部１５ａの温度と同等もしくはそれ以上の温度に加熱された第２縦予熱ヒータ部１５ｂが縦接着部保護シート１９を介して縦接着部２ａに圧接して加熱する。その後、第２縦予熱ヒータ部１５ｂの圧接を解除することにより熱を若干放熱して縦接着部２ａが一気に融解してしまうのを回避しつつ、単層フィルム２を縦接着部保護シート１９とともに縦融着ヒート部へと搬送する。このように縦接着部２ａから縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂを離間させても縦接着部２ａの接着面の温度が急激に低下することはない。なぜなら、前記縦接着部２ａの下面側は筒状に形成されているため熱が籠もっているし、上面側は縦接着部保護シート１９が常に接触しているため直接空冷されることはなく、むしろ緩やかに接着面の温度を融点へと近づけることができる。
【００４９】
そして、縦接着部２ａの接着面を各縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂによって溶融温度近傍まで上昇させておいて、最後に縦予熱ヒータ部１５ａ，１５ｂと同等もしくはより高温に加熱した縦融着ヒータ部１６を縦接着部２ａに圧接し、接着面を完全に溶融させて接着する。その後、単層フィルム２を縦冷却部１７へと搬送して２回にわたって冷却し、接着面を安定させておいてから縦接着部保護シート１９を縦接着部２ａの上面から剥離する。
【００５０】
このように縦接着が終了すると、つぎに横接着を行うため、上流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｈの駆動により上流ゴムローラ部５ｇが回動して単層フィルム２を下流側へと搬送し、定テンション部５ｉが単層フィルム２の張力を一定に調整しつつ移送する。そして、この定テンション部５ｉの下流側にある横接着手段９へと単層フィルム２を搬送する。
【００５１】
横接着手段９では、横上下駆動サーボモータが駆動して横上下駆動ブリッジ２６ａを横コイルバネ２６ｂに抗して下降させ、第１横予熱ヒータ部２２ａを下降させる。これにより融点以上の温度に加熱された第１横予熱ヒータ部２２ａを単層フィルム２の底部に対して圧接させて底接着部２ｂを加熱する。この加熱後に横上下駆動サーボモータを駆動させて圧接を解除し、熱を若干放熱しつつ同時に単層フィルム２を下流側へ搬送する。つづいて単層フィルム２を第２横予熱ヒータ部２２ｂへと搬送する場合、二間欠搬送分の間隔が空けられているため、その分、前述した縦接着部２ａの場合よりも長く放熱され、より緩やかに温度が上昇することになる。そして、第２横予熱ヒータ部２２ｂおよび第３横予熱ヒータ部２２ｃにおいても、単層フィルム２の融点以上に加熱されたヒータが順次、底接着部２ｂに圧接され加熱する。このように予熱を３段階で付与することにより底接着部２ｂを緩やかに温度上昇させられる。
【００５２】
その後、融点以上の温度に加熱された横融着ヒータ部２３が、融点近傍温度にまで温度上昇された底接着部２ｂに圧接すると、底接着部２ｂが完全に融解し、重ねられた接着面が接着する。この融着が完了すると、単層フィルム２を横融着ヒータ部２３から一間欠搬送分だけ離れて配置された横冷却部２４へと搬送し、前記横冷却部２４が圧接することにより速やかに底接着部２ｂを冷却する。
【００５３】
横接着が完了すると、下流ゴムローラ駆動サーボモータ５ｋの駆動により下流ゴムローラが回転し、単層フィルム２をマークセンサユニット１０ａへと搬送する。このマークセンサユニット１０ａは、単層フィルム２に印刷されているカットマークを検知してコントロールユニット１１に伝え、カッター１０ｂがカットマーク位置で単層フィルム２を切断し、単層フィルム袋を完成させてコンベア５ｌへ載せる。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば、ポリエチレン樹脂のような熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルム２を袋状に成形する場合、縦接着工程および横接着工程の違いに応じて適正な温度制御の下に接着部を緩やかに融点へと近づけて接着するため、接着部周辺を変形させたり千切れさせることなく接着面のみを迅速に融着し、一連の搬送動作によって縦接着および横接着を行い自動的に単層フィルム袋を成形することができる。
【００５５】
また、従来の多層フィルム袋では各層の融点が異なるため、上下に接着面を重ねられず背張りの際に、いわゆる合掌張りしかできなかったが、本実施形態によれば縦接着部２ａを上下に重ねて接着する、いわゆる封筒張りが実現できる。
【００５６】
つぎに、本発明に係る単層フィルム製袋装置１の他の実施形態について図６を参照しつつ説明する。
【００５７】
なお、他の実施形態の構成のうち、前述した実施形態と同一もしくは相当する構成については同一の符号を付し再度の説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の特徴は、第１フォーミングユニット１３の上流側に単層フィルム袋内の空気を排気するための通気構造を形成する通気構造形成手段３１が配置されている点にある。この通気構造形成手段３１は、米袋に米を充填した場合に荷積みを安定させるために袋内部の空気を外部へ排出するとともに、外部から袋内部へ埃や虫や水が浸入するのを防止する構造を形成するものである。
【００５９】
図６に示すように、通気構造形成手段３１は、単層フィルム袋内の空気を排気するための通気孔であるスリット（図示せず）を単層フィルム２の内側から切り込んで形成するスリット形成部３２と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロール３０ａから前記スリットを被覆できる長さの有孔シール３０を引き出して位置合わせするシール引出部３３と、スリット上に位置合わせした有孔シール３０を加熱することにより溶断および融着を同時に行うシール融着部３４と、融着した有孔シール３０を冷却して接着面を安定させるシール冷却部３５とを有している。
【００６０】
スリット形成部３２は、平面山形状に形成されたスリット刃３２ａと、このスリット刃３２ａを上下動自在に保持するスリット刃保持体３２ｂと、前記スリット刃３２ａを上下駆動させるスリット刃上下駆動サーボモータ３２ｃとから構成されている。前記スリット刃３２ａが平面山形状に形成されていることにより単層フィルム２に刺さりやすいし、切り口が必要以上に切り裂けてしまうのを防止する。
【００６１】
シール引出部３３は、有孔シールロール３０ａを回転自在に保持するロール保持軸３３ａと、前記有孔シールロール３０ａからスリットを被覆できる長さ分の有孔シール３０を引き出すために有孔シール３０を狭持したまま下方に移動する１対の第１シール狭持体３３ａと、この第１シール狭持体３３ａにより引き出される有孔シール３０が戻らないようにその有孔シール３０を狭持する１対の第２シール狭持体３３ｂと、前記第１シール狭持体３３ａの狭持動作および上下動作を駆動制御する第１制御部３３ｃと、前記第２シール狭持体３３ｂの狭持動作を駆動制御する第２制御部３３ｄと、前記有孔シール３０が引き出される経路途中で前記有孔シール３０を所定の方向に案内する複数のシールガイドローラ３３ｅとを備えている。第１シール狭持体３３ａおよび第２シール狭持体３３ｂの狭持面は、滑り止め用の凹凸面に形成されている。
【００６２】
シール融着部３４は、有孔シール３０を溶断し融着できる温度に設定されたシール融着ヒータ３４ａと、このシール融着ヒータ３４ａを上下動可能に保持するヒータ保持体３４ｂと、シール融着ヒータ３４ａを上下駆動させるヒータ上下駆動サーボモータ３４ｃとから構成されている。シール融着ヒータ３４ａの押圧面には、図示しない発熱体が、スリットを囲うように中央を空けて形成されているとともに、有孔シール３０の幅以上の大きさに形成されており、前記有孔シール３０を溶断することができるようになっている。
【００６３】
シール冷却部３５は、内部に冷却水が循環されるシール冷却体３５ａと、このシール冷却体３５ａを上下動自在に保持するシール冷却保持体３５ｂと、前記シール冷却体３５ａを上下駆動させるシール冷却上下駆動サーボモータ３５ｃとから構成されている。
【００６４】
なお、通気構造形成手段３１は、最終製品となる単層フィルム袋の右側または左側の上端位置および下端位置に通気構造を形成するように配置されている。この位置に通気構造を形成するのは、米袋が荷積みされても上下の米袋によって通気構造が塞がれないようにするためである。
【００６５】
つぎに、通気構造形成手段３１の作用について説明すると、フィルム原反３から送り出された平板状の単層フィルム２に対して、山形状のスリット刃３２ａが下降し、前記単層フィルム２の内側から切り込みを入れてスリットを形成する。これにより、スリットは内側から外側に向いた切り口に形成される。つづいて、単層フィルム２が下流側へ間欠的に搬送されるのに同調して、１対の第２シール狭持体３３ｂが狭持していた有孔シール３０を離すとともに、同時に第１シール狭持体３３ａが有孔シール３０を狭持したまま所定の距離だけ下降する。これにより、有孔シールロール３０ａから所定の長さの有孔シール３０が引き出される。第１シール狭持体３３ａが下限値まで下降したときに、第２シール狭持体３３ｂが再び有孔シール３０を狭持する。そして、第１シール狭持体３３ａが狭持していた有孔シール３０を離して上昇し、元の位置に戻る。
【００６６】
そして、引き出された有孔シール３０は、シールガイドローラに案内されて単層フィルム２の上面に乗せられて下流側に移動し、シール融着部３４の下へと案内される。そのシール融着部３４の下では、有孔シール３０が、単層フィルム２のスリットを覆うように位置合わせされる。そこにシール融着ヒータ３４ａが下降して、前記有孔シール３０に押圧すると、前記有孔シール３０が溶断されるとともに単層フィルム２の内面に融着される。
【００６７】
有孔シール３０を融着した後、単層フィルム２が搬送されて有孔シール３０がシール冷却部３５の下に移動する。このタイミングに合わせてシール冷却上下駆動サーボモータ３５ｃが駆動し、シール冷却体３５ａが降下して有孔シール３０を押圧し、融着面を冷却する。これにより有孔シール３０の接着部が冷却されて安定する。その後、単層フィルム２は、フィルム搬送手段５によって下流の第１フォーミングユニット１３へと搬送され、製袋工程へと進行される。
【００６８】
したがって、本実施形態によれば、単層フィルム２を搬送させながら有孔シール３０を使った通気構造を形成することができるため、縦接着および底接着を行う工程に通気構造形成工程を組み入れることができ、迅速かつ効率的に通気構造を備えた単層フィルム袋を製造することができる。また、通気構造を備えた単層フィルム袋は、この単層フィルム袋の内側からスリットが形成され、このスリットを覆うようにして有孔シール３０が貼付されているため、袋体内の空気が有孔シール３０の小孔を経てスリットから排出されやすく、外からの埃や雨水等に対してはスリットが閉じる方向に作用するとともに、有孔シール３０が水を浸透させないように働くため防水効果に優れている。
【００６９】
なお、前述した通気構造形成手段３１では、シール融着部３４が有孔シール３０を溶断するようになっているが、これに限らず、別途、シール切断部（図示せず）をシール融着ヒータ３４ａの前に配置するようにしてもよい。これにより、有孔シール３０を溶断するのではなく、シール切断部が有孔シール３０を所定の長さに切断してから、シール融着部３４により融着する。したがって、有孔シール３０を選ぶ場合に、融着する温度で溶断もできる素材のものに限定されないため、選択肢が拡がり、強度や通気の点でより一層、通気構造に適した素材の有孔シール３０を選択することができる。
【００７０】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００７１】
例えば、本実施形態では、単層フィルム２の搬送方向に横断する方向の接着部として、単層フィルム袋の底部を形成する底接着部２ｂを例に挙げて説明しているが、これに限る必要はなく、様々な部分の横接着に適用することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、単層フィルム接着機１ａを単層フィルム製袋装置１の一部として説明しているが、これに限るものではなく、接着機能のみを独立させた単層フィルム接着機１ａであってもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を素材として形成される単層フィルムについて、その接着部や周辺を変形させたり千切れさせることなく速やかに、かつ、きれいに融着することができるし、単層フィルムを搬送させながら袋状に成形して低価格の樹脂袋を提供でき、さらに多層フィルム袋ではできなかった、接着部を上下に重ねて接着するいわゆる封筒張りを単層フィルム袋により実現できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単層フィルム製袋装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１を上方からみた平面図である。
【図３】本実施形態の単層フィルム製袋装置の搬送経路上における主構成部を示す省略斜視図である。
【図４】本実施形態における縦接着手段の構成を示す模式図である。
【図５】本実施形態における横接着手段の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に係る単層フィルム製袋装置の他の実施形態における通気構造形成手段の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 単層フィルム製袋装置
１ａ 単層フィルム接着機
２ 単層フィルム
２ａ 縦接着部
２ｂ 底接着部
３ フィルム原反
４ 支持基台
５ フィルム搬送手段
５ｃ ガイドローラ
５ｅ 中間繰出ローラ部
５ｇ 上流ゴムローラ部
５ｊ 下流ゴムローラ部
６ 接着部整合手段
７ 熱送風手段
８ 縦接着手段
９ 横接着手段
１０ 切断手段
１１ コントロールユニット
１３ 第１フォーミングユニット
１４ 第２フォーミングユニット
１５ａ 第１縦予熱ヒータ部
１５ｂ 第２縦予熱ヒータ部
１６ 縦融着ヒータ部
１７ 縦冷却部
１８ 縦上下駆動部
１９ 縦接着部保護シート
２０ 回転ローラ部
２２ａ 第１横予熱ヒータ部
２２ｂ 第２横予熱ヒータ部
２２ｃ 第３横予熱ヒータ部
２３ 横融着ヒータ部
２４ 横冷却部
２５ 横接着部保護シート
２６ 横上下駆動部
３０ 有孔シール
３１ 通気構造形成手段
３２ スリット形成部
３２ａ スリット刃
３３ シール引出部
３３ａ 第１シール狭持体
３３ｂ 第２シール狭持体
３４ シール融着部
３４ａ シール融着ヒータ
３５ シール冷却部
３５ａ シール冷却体
Claims (14)
- 熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルムを円筒状に巻いたフィルム原反から前記単層フィルムを繰り出して搬送しつつ袋状に成形する単層フィルム製袋装置であって、
単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、
前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えており、
さらに、前記接着部整合手段により単層フィルムの両側縁部が折り返されて筒状に重ねられたとき、その内側に熱風を送り込む熱送風手段を備えていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。 - 熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルムを円筒状に巻いたフィルム原反から前記単層フィルムを繰り出して搬送しつつ袋状に成形する単層フィルム製袋装置であって、
単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、この接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、
前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えており、
前記横接着手段は、横接着部における接着面の温度を徐々に融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の横予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の横接着部を溶融させて接着する横融着ヒータ部と、融着完了後の横接着部を冷却する横冷却部と、それらの各横予熱ヒータ部、前記横融着ヒータ部および前記横冷却部をフィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる横上下駆動部とを備えており、
前記横予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件は、前記縦予熱ヒータ部により繰り返し付与される加熱条件に比べて、加熱温度が低く、かつ、付与回数が多く設定されていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。 - 熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルムを円筒状に巻いたフィルム原反から前記単層フィルムを繰り出して搬送しつつ袋状に成形する単層フィルム製袋装置であって、
単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、この接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、
前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えており、
前記複数の縦予熱ヒータ部は、すべて単層フィルムの融点以上の温度に加熱されていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。 - 熱可塑性樹脂を素材とする平面長尺状の単層フィルムを円筒状に巻いたフィルム原反から前記単層フィルムを繰り出して搬送しつつ袋状に成形する単層フィルム製袋装置であって、
単層フィルムを搬送するフィルム搬送手段と、搬送される単層フィルムの両側縁部を重ね合わせて縦方向の接着部を位置合わせする接着部整合手段と、この接着部整合手段により重ね合わされた縦接着部を加熱して接着する縦接着手段と、縦接着部が接着された単層フィルムに底部等を形成するために横方向の横接着部を加熱して接着する横接着手段とを有しており、
前記縦接着手段は、縦接着部における接着面の温度を徐々に緩やかに融点へと近づけるために加熱と熱解除を複数回繰り返す複数の縦予熱ヒータ部と、その予熱を加えた後の縦接着部を溶融させて接着する縦融着ヒータ部と、融着完了後の縦接着部を冷却する縦冷却部と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部を前記フィルム搬送手段の間欠的な搬送に連動して上下動させる縦上下駆動部とを備えているとともに、
単層フィルムの縦接着部の上面と、前記縦予熱ヒータ部、前記縦融着ヒータ部および前記縦冷却部との間に介在され、少なくとも前記単層フィルムが前記縦予熱ヒータ部から前記縦冷却部まで搬送される間、前記単層フィルムの縦接着部の上面に接触したまま一緒に搬送される縦接着部保護シートを備えていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。 - 請求項４において、縦接着部保護シートは、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部の上方から下方にかけて搬送方向に沿って周回するように複数の回転ローラ部に巻き巡らされていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。
- 請求項１から請求項５のいずれかにおいて、前記接着部整合手段の上流側に、前記単層フィルムにその内側からスリットを形成するスリット形成部と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせするシール引出部と、前記有孔シールを所定の長さで溶断するとともに、同時に、前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うように融着するシール融着部とを有する通気構造形成手段を設けたことを特徴とする単層フィルム製袋装置。
- 請求項１から請求項５のいずれかにおいて、前記接着部整合手段の上流側に、前記単層フィルムにその内側からスリットを形成するスリット形成部と、多数の小孔が形成された長尺状の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせするシール引出部と、前記有孔シールを所定の長さで切断するシール切断部と、前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うように前記有孔シールを融着するシール融着部とを有する通気構造形成手段を設けたことを特徴とする単層フィルム製袋装置。
- 請求項６または請求項７において、シール引出部は、有効シールロールからスリットを被覆できる長さ分の有効シールを引き出すために、単層フィルムの所定の間欠搬送に合わせてその有効シールを狭持したまま下方に移動する１対の第１シール狭持体と、
この第１シール狭持体により引き出された有効シールが戻らないように、前記第１シール狭持体による次の引出動作が開始されるまでその有効シールを狭持する１対の第２シール狭持体とを備えていることを特徴とする単層フィルム製袋装置。 - 熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせし、その接着部に対して前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された融着ヒータ部を押圧して融着する単層フィルム接着方法であって、 フィルム搬送手段により搬送される単層フィルムの両側縁部を接着部整合手段により折り返して筒状に重ねたとき、その内側に熱送風手段によって熱風を送り込む熱送風工程と、 この熱送風工程によって内側が温められた縦接着部に対し、縦予熱ヒータ部によって加熱と熱解除とを複数回繰り返すとともに、縦融着ヒータ部により縦接着部を融着し、その後に縦冷却部によって冷却する縦接着工程とを有することを特徴とする単層フィルム接着方法。
- 熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせし、その接着部に対して前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された融着ヒータ部を押圧して融着する単層フィルム接着方法であって、前記融着ヒータ部による融着工程前に、前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された予熱ヒータ部によって加熱と熱解除とを複数回にわたって繰り返し、前記接着部の接着面温度を緩やかに融点へ近づけておくようにすることを特徴とする単層フィルム接着方法。
- 熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせし、その接着部に対して前記単層フィルムの融点以上の温度に設定された融着ヒータ部を押圧して融着する単層フィルム接着方法であって、フィルム搬送手段により搬送される単層フィルムの搬送方向に沿って位置合わせされた縦接着部に対し、縦予熱ヒータ部によって加熱と熱解除とを複数回繰り返した後、縦融着ヒータ部により縦接着部を融着し、その後に縦冷却部によって冷却される縦接着工程を有しており、この際、その縦接着部の上面と、縦予熱ヒータ部、縦融着ヒータ部および縦冷却部との間に縦接着部保護シートを介在させるとともに、少なくとも前記単層フィルムが前記縦予熱ヒータ部から前記縦冷却部まで搬送される間、前記縦接着部保護シートを縦接着部上面に接触させたまま一緒に搬送させることを特徴とする単層フィルム接着方法。
- 請求項９から請求項１１のいずれかの単層フィルム接着方法であって、前記接着部整合工程前に、スリット形成部が前記単層フィルムの内側からスリットを形成し、シール引出部が多孔性の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせし、シール融着部が前記有孔シールを所定の長さで溶断するとともに、同時に、前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うようにしてそのスリットの周囲を融着する通気構造形成工程を有することを特徴とする単層フィルム接着方法。
- 請求項９から請求項１１のいずれかの単層フィルム接着方法であって、前記接着部整合工程前に、スリット形成部が前記単層フィルムの内側からスリットを形成し、シール引出部が多孔性の有孔シールロールから所定の長さの有孔シールを引き出して前記スリット上に位置合わせし、シール切断部が前記有孔シールを所定の長さで切断し、シール融着部が前記単層フィルムの内側面に前記スリットを覆うようにしてそのスリットの周囲を融着する通気構造形成工程を有することを特徴とする単層フィルム接着方法。
- 熱可塑性樹脂を素材とする単層フィルムの接着部同士を接着するための単層フィルム接着機であって、前記単層フィルムの接着部同士を重ねて位置合わせする接着部整合手段と、すべてが単層フィルムの融点以上の温度に設定された複数の予熱ヒータ部と、これらの予熱ヒータ部によって徐々に融点近傍にまで加熱された接着部に融点以上の温度を付与して融着する融着ヒータ部と、その融着後の接着部を冷却する冷却部とを有していることを特徴とする単層フィルム接着機。
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