JP3935380B2 - 超音波封止された積層物品とその製造方法、及びこれに用いる超音波溶接機 - Google Patents

超音波封止された積層物品とその製造方法、及びこれに用いる超音波溶接機 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波を利用して被溶着体に発熱を起こさせ溶着または溶断を行う超音波溶接機によって超音波封止された積層物品とその製造方法、及びこれに用いる超音波溶接機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層物品の一つとして、熱可塑性樹脂フィルムからなる二枚のフィルムを重ね合せ、その間に、任意の物質を配在してなるものが知られている。例えば、二枚のフィルムの間に、高浸透圧物質だけもしくは高浸透圧物質と水溶性糊料とを一緒に配在することにより脱水シートとしたものや、高浸透圧物質と高分子吸収剤と親水性アルコールとを一緒に配在することにより脱水シートとしたもの、または高浸透圧物質の一つである多価アルコールと高分子吸収剤とを配在することにより脱水及び保水シートとしたものがある。
【０００３】
そして、これらの積層物品は、通常、予め目的とする大きさ及び形状をしたフィルムを二枚準備し、その間に、上述した高浸透圧物質などの内容物を配在させ、その後、重ね合せた二枚のフィルムの周縁部を互いに接合して封止することにより一つずつ製造するか、もしくは、大き目のフィルムを二枚準備し、その間に、上述した高浸透圧物質などの物質を配在させ、次いで、重ね合せた二枚のフィルムの周縁部を互いに接合して封止した後、その面上における任意の箇所を封止及び切断等することにより、目的とする大きさ及び形状に小分けして効率良く複数まとめて製造するようにしている。
【０００４】
しかしながら、熱可塑性樹脂フィルムの中には、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムのように、融点と分解点とが極めて近いものがあり、このようなフィルムの場合、加熱温度を精密に制御しないと該フィルムを分解させてしまう恐れがあることから、一般的なヒートシールでフィルム同士の溶着を行なうことは非常に困難なものであった。
また、シール状態を精密に制御することが可能な溶着方法としてインパルスシールが知られている。しかし、このインパルスシールは、加熱体を被シール部に圧接させ、被シール部を溶融させた後、被シール部がある程度冷却するのをまってから加熱体を被シール部から離して溶着を行う為、溶着に要する時間が著しく長く生産性が低いとともに、フィルムに熱収縮を発生させ美観を損ねると言う問題があった。
そこで、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムでも溶着することができる溶着手段として、フィルムに余分な熱がかからず、融点と分解点とが極めて近いフィルムを用いても安定的に且つ高速に溶着を行うことができ、生産性を著しく向上させることができる超音波シールの適用が検討されている。
【０００５】
ここで、超音波シールについて簡単に説明すると、この超音波シールによるフィルム同士の溶着は、超音波を利用し、局部的に振動を起こして被溶着体に摩擦発熱を発生させることで溶着するものである。
例えば、図１３に示すように、超音波溶接機５１は、超音波を発生する超音波発振子５４と、この超音波発振子により発生された超音波を出射するホーン５２と、このホーンに対向して配置されたホーン受治具５３と、超音波を出射するホーン５２の先端の接触端部５２ａを被溶着体に対して圧接させるための圧力シリンダ５５とを備えている。そして、図示しないが、上記超音波溶接機５１におけるホーン５２とホーン受治具５３との間に、被溶着体としての積層物品の二枚のフィルムを重ね合せて介在させ、ホーンの先端の接触端部５２ａを圧接させることにより、その圧接強さに応じて、超音波発振子５４から発生された超音波により被溶着体を溶着または溶断する。
【０００６】
上述の超音波シールにおける溶接機能を利用して、大き目のフィルムからなる積層物品母体から目的とする大きさ及び形状に小分けされた積層物品を効率良く複数まとめて得る場合、溶着機能では面上における任意箇所でのフィルム同士の封止はできるが、その分断ができないため、フィルム同士を並列に間隔を空けた二箇所で封止し、この二箇所の封止部間をカッター等によって切断することにより、分割するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この溶着手段の場合、図１４に示すように、積層物品母体６０の溶着された封止部６５，６５間に点線で示した切断予定線６６ａに沿って、カッター６１等の切断機によって切断するものであることから、封止作業の際に封止部６５，６５間に閉じ込められた高浸透圧物質などの内容物６４が、切断箇所から外にこぼれてしまい、付近を汚してしまったり、作業効率を低下させたり、または材料を無駄にしてしまうものであった。しかも、フィルム６２，６３の切断面６６，６７は共に切りっ放しであるため、切断による鋭さとごわついた感じが残るとともに、必要以上にはみ出た端部が２つに分離された見栄えの悪いものとなってしまう。
そこで、超音波シールにおける溶断機能を利用することで、フィルム同士の溶着による封止と切断を一緒にできることから、大き目のフィルムからなる積層物品母体から目的とする大きさ及び形状に小分けされた積層物品を効率良く複数まとめて得ることが考えられる。すなわち、この溶断手段の場合、図１５に示すように、積層物品母体７０において、図中点線で示した溶断予定線７６ａに沿って超音波溶断機５１のホーン５２の先端の接触端部５２ａを圧接することで、一度に封止と切断を行うものであることから、高浸透圧物質などの内容物７４が溶断作業中に溶断箇所から外にこぼれてしまうといったことが無く、しかも、溶断面７６は一体化処理が施され、非常に滑らかで見栄えの良いものとなる。
しかし、溶断のみでは、フィルム７２，７３同士の接合、封止が、均等に成され難いため、積層物品の使用中に封止部が破損してしまうといった恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、大き目のフィルムからなる積層物品母体から、目的とする大きさ及び形状に小分けされた積層物品を効率良く複数まとめて得ようとする場合に、フィルム同士が確実に接合、封止され、また、内容物をこぼすことなく分割が可能であり、さらに、分割された端面がきれいに一体化処理されている超音波封止された積層物品とその製造方法、及びこれに用いる超音波溶接機を提供することにある。また、本発明の他の目的は、内容物を外部に漏らすことなく確実に閉じ込めておくようにした積層物品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、超音波シールにおける溶着と溶断という２つの機能に注目し、これらの機能を今まで成し得なかった後述する構成により用いることで、二枚のフィルムの間に浸透圧物質などの内容物が配在された積層物品母体の分割時の内容物の漏れを無くすとともに、分割された個々の積層物品の端部の見栄えの悪さを解消し、さらに個々の積層物品の端部の封止の確実性を高めるようにした。
【００１０】
すなわち、本発明の超音波封止された積層物品は、互いに溶着可能な熱可塑性樹脂フィルムの間に、流動性物質が配在されてなる積層物品であって、その周縁部の少なくとも一部が、内側に形成される超音波溶着による接合部と外側に形成される超音波溶断による接合部とで多重に封止されるようにしたものである。
これにより、少なくとも二重に封止された周縁部からは流動性物質等の内容物を無闇に外部へ漏らすことなく、この内容物を二枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に確実に閉じ込めて封止の確実性を高めることができる。また、この多重の封止により、万一、内側に形成された超音波溶着による封止部の一部が破損したとしても、外側に形成された超音波溶断による封止部によって内容物を外に漏らすことなく確実に閉じ込めておくものとすることができる。同様に、外側に形成された超音波溶断による封止部の一部が破損したとしても、内側に形成された超音波溶着による封止部によって内容物の漏出を最小限に抑えることができる。しかも、超音波溶断による封止部の端縁は、きれいに滑らかな一体化処理が施されたものとなり、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れが無いとともに、積層物品の端縁部の見栄えを向上できる。
【００１１】
本発明の積層物品は、内容物として種々のものが適用でき、特に水などの流動性物質を保有した袋の他、特に、流動性物質として高浸透圧物質、水溶性糊料、高分子吸収剤、親水性アルコール、湿潤剤等を適用した脱水シート等に好適である。
ここで、高浸透圧物質としては、脱水しようとする食品等から水分を吸収することができる浸透圧を有するものをいう。例えば、単糖類、二糖類、多糖類、多価アルコール、低分子量有機カルボン酸、低分子量アミノ酸などの含水物等が考えられる。特に、水飴、蔗糖、異性化糖、グルコース、フラクトース、マンニトール、ソルビトール、マルゲトール、マルチトール、プルランなどの食用糖類の含水物や、マンナン質、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、アラビアゴムなどの天然水溶性高分子、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどの改質セルロース類、グリセリン、プロピレングリコールなどの多価アルコールの含水物が望ましい。
【００１２】
また、水溶性糊料としては、分子量が数千ないし数百万程度の長い鎖状の分子構造を有する高分子化合物であって、水に溶解したときに増粘効果を現すものをいう。例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、マンナン類、デンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム、カラギーナン、グアガム、アラビアゴム、トラガントガム、ローカストビーンガム、繊維素グリコール酸ナトリウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどの天然多糖類およびその誘導体、グルテン、カゼイン、ゼラチン、などのタンパク質、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイドなどの高分子化合物を挙げることができる。
【００１３】
また、湿潤剤としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、１，３‐ブチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン等の多価アルコールや、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、キシリトール、ソルビトール、マルチトール等の吸湿性高分子物質の水溶液等を単独でまたは混合して用いることができる。
【００１４】
また、高分子吸収剤としては、含水してゲルを形成するものであって、生理用品や紙おむつ、土壌改良剤等に用いられているものを用いることができる。例えば、デンプン、セルロースなどの多糖類に、水溶性または加水分解により水溶性となるアクリル酸またはその塩、メタアクリル酸またはその塩、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタアクリル酸アミド、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、マレイン酸、スルホン化スチレン、ポリビニルピリジン等またはこれらのオリゴマーまたはコオリゴマーをグラフト共重合させて得られた親水性ポリマーを架橋剤によって三次元的に重合したものや、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリビニルピロリドン、スルホン化スチレン、ポリビニルピリジン、ポリアクリル酸塩、アクリル酸アミド、ポリメタアクリル酸塩、ポリメタアクリル酸アミド等の親水性ポリマーを架橋剤によって三次元的に重合したものが知られている。
【００１５】
親水性アルコールとしては、常温下液体で、水との相溶性を有する一価、二価または三価のアルコールをいい、エチルアルコールやプロプレングリコール、グリセリン等の食品添加用アルコール類が適している。
また、本発明においては、熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも何れか一部（例えば、片面）が透水性フィルムとしたものが望ましい。透水性フィルムを用いることで、透水性フィルム面側から重ね合わせたフィルム間へ水分を通すことが可能となる。したがって、積層物品の内部（二枚のフィルム間）へ任意の流動性物質、例えば、高浸透圧物質を単独でもしくは高浸透圧物質と水溶性糊料を配在させ、その周縁部をシールしてシート状の積層物品としたりすることにより、食肉や鮮魚などの生鮮食品の接触脱水に用いられる脱水シートとすることができる。また、積層物品の内部へ高浸透圧物質と高分子吸収剤と親水性アルコールとを一緒に配在することとすれば、同じく食肉や鮮魚などの生鮮食品の接触脱水に用いられる脱水シートとすることができる。さらに、積層物品の内部へ湿潤剤として高浸透圧物質の一つである親水性アルコールと高分子吸収剤とを配在することとすれば、上記両者の性質を併せた脱水及び保水用シートとすることもできる。
【００１６】
ここで、透水性フィルムとしては、水を透過し、必要に応じて充填または挟持されることとなる高浸透圧物質等の物質を透過（漏出）しない性質を有するものであれば、ポリビニルアルコール、セロファン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体けん化物、コロジオン、ポリアミド等からなる半透膜など如何なるフィルムを用いても良い。しかしながら、超音波溶接機による溶着または溶断作業を考慮すれば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを用いることが望ましい。
【００１７】
本発明の超音波封止された積層物品の製造方法は、まず、互いに溶着可能な熱可塑性樹脂フィルムの間に、流動性物質を配在する。次いで、超音波により、その周縁部を溶着すると共に、その外側を溶断して封止するものである。
このように、溶着及び溶断することで、フィルム間に配在された流動性物質等の内容物を外部へ漏らすことなく、周縁部の少なくとも一箇所が多重に封止された個々の積層物品を、効率良く連続して製造することができる。また、この超音波溶接機による溶断の際、２つの超音波溶接機による溶着によって形成された２つの封止部間に閉じ込められ内容物をも外部へ漏らすこと無く分割を行うものとすることができる。しかも、溶断した端部は、きれいに滑らかな一体化処理が施されたものとなるので、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れを無くすことができるとともに、分割された個々の積層物品の端部の見栄えを良くしたものとすることができる。
【００１８】
本発明の超音波溶接機は、超音波を発生する超音波発振子と、この超音波発振子により発生された超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたホーン受治具と、ホーン及びホーン受治具のいずれか又は両方をその他方に向けて押圧する押圧手段とを備え、溶着用接触端部と溶断用接触端部が前記ホーン及び又はホーン受治具に形成されていることを特徴とするものである。
ここで、溶着用接触端部の形成された溶着用ホーンと溶断用接触端部の形成された溶断用ホーンとをそれぞれ備えるようにすることができる。
また、溶着用接触端部と溶断用接触端部とが共に形成されたホーン又はホーン受治具を備えるようにすることもできる。
特に、１つのホーンに対向して配置された溶着用接触端部の形成された複数のホーン受治具と、溶断用接触端部が形成されたホーン受治具とをそれぞれ備えるようにすることが望ましい。
いずれにしても、２つの溶着用接触端部の間に、溶断用接触端部が配置するようにしたものが望ましい。このようにすることで、両側に配置された２つの溶着用接触端部で溶着を行うとともに、真ん中に位置する溶断用接触端部でその間を溶断することができ、溶着作業と溶断作業とを効率良く略同時に行うものとすることができる。
さらに、溶着用接触端部を溶断用接触端部よりも前方に配置することが望ましい。なお、前方とは先に積層物品に圧接することを意味し、製造ラインの流れとして考えれば上流側に位置することをいい、また、後方とは、同じく製造ラインの流れとして考えれば下流側に位置することをいう。
このようにすることで、溶着後にその隣接する部分を溶断することになり、二枚のフィルム間に配在された高浸透圧物質等の内容物を外部へ漏らしてしまう恐れをより防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づきそれぞれ説明する。
（積層物品について）
図１は、本発明の周縁部が超音波封止された積層物品を示す（Ａ）平面図と、（Ｂ）縦断面図である。図１に示すように、この実施の形態の積層物品１は、互いに溶着可能な二枚の熱可塑性樹脂フィルム２，３の間に、高浸透圧物質等からなる流動性物質４を配在し、その周縁部を、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止したものである。なお、積層物品の周縁部における二重の封止は、図１に示す本実施の形態の積層物品では周縁部の全周において成されているが、本発明では、少なくとも周縁部の一部が二重に封止されている積層物品をも意図する。
【００２０】
溶着可能な二枚の熱可塑性樹脂フィルム２，３としては、目的とする積層物品の種類によって異なるが、例えば、積層物品として食肉や鮮魚などの生鮮食品の接触脱水に用いられる脱水シートとするのであれば、水は透過するが、脱水作用をなす内容物を殆ど透過しない上記例示した透水性フィルム群の中から選ばれたもの、例えば、その後の周縁部の溶着等のことを考慮して、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを用いると望ましい。なお、この透水性フィルムは必ずしも表裏両面同じものを用いる必要は無く、また、両面とも透水性フィルムを用いる必要もない。したがって、少なくとも何れか一方が透水性フィルムであれば良いので、所望する積層物に応じて、透水性フィルムを用いるのは片面か両面か、また、フィルムの種類は何にするか適宜設計すれば良い。
【００２１】
また、上記フィルム間に配在する物質４もまた、目的とする積層物品の種類に応じて、例えば、積層物品として脱水シートとするのであれば、脱水しようとする食品等から水分を吸収することができる浸透圧を有する上記例示した高浸透圧物質群の中から選ばれたもの、例えば、取り扱い性や入手容易性、コスト面から判断して、蔗糖等を用いると良い。なお、脱水シートとする場合の物質は、上述のようなものに限らず、例示した高浸透圧物質群の中から選ばれたものと、上記例示した水溶性糊料群の中から選ばれたものを一緒に配在するようにしたり、例示した高浸透圧物質群の中から選ばれたものと、上記例示した高分子吸収剤群の中から選ばれたものと、上記例示した親水性アルコール群の中から選ばれたものを一緒に配在するようにしても良い。
【００２２】
（超音波溶接機について）
周縁部の封止については、例えば、図２乃至図４に示す超音波溶接機を用いて行うことができる。図２は、本発明の超音波溶接機の一例を示す概略正面図であり、図３は、その概略右側面図であり、図４は、そのホーンを示す概略底面図である。この超音波溶接機１１は、超音波を発生する超音波発振子１４と、この超音波発振子１４により発生された超音波を出射するホーン１２と、このホーン１２に対向して配置されたホーン受治具１３とを備えている。また、この超音波発振子１４は、超音波を出射するホーン１２をホーン受治具１３に向けて押圧してその先端を被溶接体に対して圧接させるための押圧手段である圧力シリンダ１５をも有している。
【００２３】
この超音波溶接機１１は、先端に尖鋭化された溶着用接触端部１２ａの形成された２つの溶着用ホーン１２、１２と、先端により尖鋭化された溶断用接触端部１２ｂの形成された１つの溶断用ホーン１２とを具備し、溶着用接触端部１２ａの形成された２つの溶着用ホーン１２、１２は間隔を空けて並列に設けられ、溶断用接触端部１２ｂの形成された溶断用ホーン１２はそれら並列に設けられた２つの溶着用ホーン１２の中間に位置するよう設けられている。したがって、間隔を空けて並列に設けた２つの溶着用接触端部１２ａで並列に溶着を行い、残った真ん中の溶断用接触端部１２ｂで並列に溶着された箇所の間を溶断するようなっている。また、３つのホーン１２は、２つの溶着用ホーン１２を前方に並列して設け、残りの溶断用ホーン１２は、２つの溶着用ホーン１２，１２の後方中間位置に設けられている。これにより、２つの溶着用ホーン１２，１２で溶着作業を行ってから、溶断用ホーン１２で溶着されたその間を溶断することで、溶着作業前に溶断作業が成されることを避け、二枚のフィルム間に配在された高浸透圧物質等の内容物の外部への漏れを防止するようにしている。
超音波溶接において、溶着か溶断かは、その被溶接体に対する圧接力や接触端部の形状等により決まり、通常、溶断用接触端部は溶着用接触端部よりも、より尖鋭な形状となる。
また、ホーン受治具としては、ホーンからの押圧力を受けて被溶接体に適切に圧接力がかかるものであればよいが、超音波溶接機と被溶接体とは相対移動するものなので、図９〜１２に示されているように、軸支されて回転可能な円盤状のホーン受治具１９（２２、２３、２６、２７）が、溶着及び溶断をより円滑に行えるので好適である。
【００２４】
なお、図２〜４に示す超音波溶接機では、２つの溶着専用のホーンと１つの溶断専用のホーンを具備するものであるが、これに限られない。例えば、図９に示すように、１つのホーン１６の先端に２つの溶着用接触端部１６ａと１つの溶断用接触端部１６ｂを形成してもよい。また、図１０（ａ）に示すような、先端に２つの溶着用接触端部１７ａ、１７ａを形成した溶着用ホーン１７と、図１０（ｂ）に示すような、先端に溶断用接触端部１８ａを形成した溶断用ホーン１８とを組み合わせてもよい。
尚、図９に示す例では、ホーン１６に形成された３つの接触端部１６ａ、１６ｂに対して、１つのホーン受治具１９で対応している。また、図１０に示す例では、各接触端部１７ａ、１７ａ、１８ａに対して、複数のホーン受治具２２、２２、２２で個別に対応している。
また、尖鋭な形状の接触端部を形成するのはホーンに限られない。例えば、図１１に示すように、ホーン受治具２３に、尖鋭な形状の溶着用接触端部２４と溶断用接触端部２５を形成してもよい。この場合、ホーン２８の先端形状は平坦なものとすることができる。
【００２５】
図１１に示す例では、溶着用接触端部２４と溶断用接触端部２５を１つのホーン受治具２３に形成しているが、これに限られない。例えば、図１２に示すように、溶着用接触端部２４の形成された溶着用ホーン受治具２６、溶断用接触端部２５の形成された溶断用ホーン受治具２７をそれぞれ別体として、これらを組み合わせてもよい。
このような場合、図１１に示すように、それぞれ１つづのホーン２８及びホーン受治具２３としたり、また、図１２に示すように、溶着用ホーン受治具２６、２６に対応した１つのホーン２８と、溶断用ホーン受治具２７に対応したホーン２９とを具備するようにしてもよい。
このように、溶着用または溶断用の接触端部は、ホーン又はホーン受治具のいずれに形成してもかまわないが、ホーン受治具に形成することがより好ましい。接触端部は摩耗により、長期間使用することにより交換を要するが、ホーンよりもホーン受治具の方が安価な材料を適用できるので、交換費用を削減できるからである。
また、圧力シリンダ１５のような押圧手段は、ホーンをホーン受治具に向けて押圧するか、又は、ホーン受治具をホーンに向けて押圧するか、又は、互いに押圧し合うことで、被溶接体に適切な圧力がかかればよく、図２、３に示すように、ホーン側に設けたり、又は、図９〜１２に示すように、ホーン受治具側に設けたり、又は、双方に設けてもよい。但し、押圧手段は下方に設けることが好ましい。上方に設けると、上方に設けられた部品（例えば、ホーン）の自重に応じた圧力の影響が生じるからである。即ち、押圧手段を下方に設ける方がより的確な押圧力の微調整が可能となる。その為、例えば図９〜１２に示す例においては、ホーン受治具が下方に配置されているので、押圧手段はホーン受治具に設けることが好ましくなる。
また、ホーン又はホーン受治具の個数を減らすようにすることで、装置全体としての小型化ないしコストダウン等を図ることができるが、押圧手段の設けられるホーン又はホーン受治具の個別化を図ることで、押圧力をそれぞれ独立して制御することができ、微調整可能となり、より適切な溶着または溶断を行うことができる。
【００２６】
（積層物品の製造方法について）
かかる構成の超音波溶接機１１によって、大き目のフィルムを用いて製造された積層物品母体から、所望の大きさ及び形状に小分け分割された積層物品を得る場合について図５に示す。図５は、大き目のフィルムを用いて製造された積層物品母体の（Ａ）小分け分割箇所を説明する平面図と、（Ｂ）小分け分割状態を示す部分拡大概略断面図である。なお、以下に述べる説明において、図中の符号は先に説明したものについては同じ符合を用いることとし、さらに、必要以外その説明は省略することとした。
【００２７】
図５に示すように、大き目のフィルムを用いて製造された積層物品母体１０の周縁部は、予め任意の手段によって封止されている。この封止部７は、２つのフィルム同士が接合されていれば、どのような手段によって形成されたものであっても良い。したがって、一般的な超音波溶着によって形成されたものであっても、ヒートシールによって形成されたものであっても、確実に周縁部が封止されていれば何ら差し支えない。
【００２８】
そして、積層物品母体１０の小分け分割は、その面上において、所望の大きさ及び形状を得るのに想定された間隔を空けて二本並列に設けられた半格子状に二重点線で示された各溶着予定線５ａと、この二本の溶着予定線５ａ，５ａ間に点線で示された溶断予定線６ａとに沿って、超音波溶接機１１の各ホーンの先端の接触端部１２ａ，１２ａ，１２ｂを積層物品母体１０に圧接させながら移動させることで行われる。すなわち、二本の溶着予定線５ａ，５ａに沿って超音波溶接機１１の各溶着用ホーンの接触端部１２ａ，１２ａを圧接しながら移動させるとともに、この二本の溶着予定線５ａ，５ａ間に点線で示された溶断予定線６ａに沿って超音波溶接機１１の溶断用ホーンの接触端部１２ｂを圧接しながら移動させることで、溶着及び溶断を行う。
【００２９】
これにより、周縁部の二箇所が、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止されたＩタイプの積層物品と、周縁部の三箇所が同じく二重に封止されたIIタイプの積層物品とが複数形成される。また、この際、二本の溶着予定線５ａ，５ａが溶着されることによりその接合部５，５間に閉じ込められた高浸透圧物質４ａは、二重に封止された溶着による接合部５と溶断による接合部６との間に引き続き閉じ込められ、分割時に外に漏れることは無い。しかも、分割された断面も丸く滑らかに一体化処理が施されているので、その端部は外観上きれいで見栄えが良く、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れも無い。
【００３０】
次に、少なくとも周縁部の一部が二重に封止されている積層物品を連続して得る場合の第一の実施の形態について説明する。図６は、（Ａ）連続した所定幅のフィルムを用いて製造される状態を説明する概略平面図であり、（Ｂ）小分け分割された積層物品を示す拡大図である。図６に示すように、所定幅を有する互いに溶着可能な二枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に高浸透圧物質等の物質を配在し、予めその両側縁が任意の手段によって接合された封止部７を有する連続積層物品２０を連続して流す。次いで、所望の大きさとなるよう連続積層物品２０が流れたところで、２つの溶着用接触端部１２ａ，１２ａと一つの溶断用接触端部１２ｂを有する超音波溶接機１１を、連続積層物品２０の面上における両側縁部封止部と交差する方向に、各ホーンの接触端部を連続積層物品２０に圧接させながら移動させる。
【００３１】
これにより、周縁部の二箇所、すなわち、両側縁部封止部と交差する方向の対向する周縁部が、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止され、所望の大きさに分割された積層物品を効率良く連続して製造することができる。この場合も勿論、二本の溶着接合部５，５間に閉じ込められた高浸透圧物質等を外部へ漏らすことなく、任意の大きさ及び形状に分割することができる。しかも、分割された断面も丸く滑らかに一体化処理が施されているので、その端部は外観上きれいで見栄えが良く、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れも無い。
【００３２】
次に、少なくとも周縁部の一部が二重に封止されている積層物品を連続して得る場合の第二の実施の形態について説明する。図７は、（Ａ）連続した幅広のフィルムを用いて製造される状態を説明する概略平面図であり、（Ｂ）小分け分割された積層物品を示す拡大図である。図７に示すように、所定より幅広の互いに溶着可能な二枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に高浸透圧物質等の物質を配在し、予めその両側縁部を任意の手段によって封止した状態の連続積層物品３０を連続して流す。次いで、その両側縁部を溶着用超音波溶接機２１，２１によって封止しながら、所望の幅となるよう連続積層物品３０の面上における中間部に、２つの溶着用接触端部１２ａ，１２ａと一つの溶断用接触端部１２ｂを有する超音波溶接機１１を、両側縁部封止部と同方向に、各ホーンの接触端部を連続積層物品３０に圧接させながら移動させる。これにより、側縁部の何れか一方に、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止された側縁部が形成され、所望の幅に分割された連続積層物品３０ａを効率良く連続して製造することができる。
【００３３】
そして、引き続き所望の幅に分割された連続積層物品３０ａが所望の大きさとなるよう流れたところで、２つの溶着用接触端部１２ａ，１２ａと一つの溶断用接触端部１２ｂを有する超音波溶接機１１を、所望の幅に分割された連続積層物品３０ａの面上における両側縁部封止部と交差する方向に、各ホーンの接触端部を連続積層物品３０ａに圧接させながら移動させる。これにより、周縁部の三箇所、すなわち、両側縁部封止部と交差する方向の対向する２つの周縁部と、両側縁部封止部と同方向の一つの周縁部が、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止され、所望の大きさに分割された積層物品を効率良く二列ずつ連続して製造することができる。この場合も勿論、二本の溶着接合部５，５間に閉じ込められた高浸透圧物質等を外部へ漏らすことなく、任意の大きさ及び形状に分割することができる。しかも、分割された断面も丸く滑らかに一体化処理が施されているので、その端部は外観上きれいで見栄えが良く、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れも無い。
【００３４】
さらに、少なくとも周縁部の一部が二重に封止されている積層物品を連続して得る場合の第三の実施の形態について説明する。図８は、（Ａ）連続した三倍幅広のフィルムを用いて製造される状態を説明する概略平面図であり、（Ｂ）小分け分割された積層物品を示す拡大図である。図８に示すように、所定幅の三倍を有する互いに溶着可能な二枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に高浸透圧物質等の物質を配在し、予めその両側縁部を任意の手段によって封止した状態の連続積層物品４０を連続して流す。次いで、その両側縁部を溶着用超音波溶接機２１，２１によって封止しながら、所望の幅となるよう連続積層物品４０を三等分するその面上における二箇所に、２つの溶着用接触端部１２ａ，１２ａと一つの溶断用接触端部１２ｂを有する超音波溶接機１１を、両側縁部封止部と同方向に、各ホーンの接触端部を連続積層物品３０に圧接させながら移動させる。これにより、側縁部の何れか一方または両方に、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止された側縁部が形成され、所望の幅に分割された二種類の連続積層物品４０ａ及び４０ｂを効率良く連続して製造することができる。
【００３５】
そして、引き続き所望の幅に分割された二種類の連続積層物品４０ａ及び４０ｂが所望の大きさとなるよう流れたところで、２つの溶着用接触端部１２ａ，１２ａと一つの溶断用接触端部１２ｂを有する超音波溶接機１１を、所望の幅に分割された二種類の連続積層物品４０ａ及び４０ｂの面上における両側縁部封止部と交差する方向に、各ホーンの接触端部を二種類の連続積層物品４０ａ及び４０ｂに圧接させながら移動させる。これにより、周縁部の三箇所、すなわち、両側縁部封止部と交差する方向の対向する２つの周縁部と、両側縁部封止部と同方向の一つの周縁部、及び周縁部の四箇所、すなわち、全ての周縁部が、内側に形成される超音波溶着による接合部５と外側に形成される超音波溶断による接合部６とで二重に封止され、所望の大きさに分割された積層物品を効率良く連続して製造することができる。この場合も勿論、二本の溶着接合部５，５間に閉じ込められた高浸透圧物質等を外部へ漏らすことなく、任意の大きさ及び形状に分割することができる。しかも、分割された断面も丸く滑らかに一体化処理が施されているので、その端部は外観上きれいで見栄えが良く、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れも無い。
【００３６】
なお、本発明は、図面等に基づいて説明した上述の実施の形態のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に設計変更等ができることは言うまでも無い。例えば、超音波溶接機が積層物品母体の面上を自由に移動できるものとして溶着及び溶断を行うようにしてもよく、そうすることで超音波溶接機の個数を削減できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、大き目のフィルムからなる積層物品母体から、内容物をこぼすことなく、目的とする大きさ及び形状に小分けされた積層物品を効率良く複数まとめて得ることができる。また、分割された端面がきれいで滑らかに一体化処理されているので、その端部は外観上きれいで見栄えが良く、取り扱い中に他の物品を傷付けてしまう恐れを無くすことができる。さらに、フィルムの周縁部の溶着または溶断による封止が万一不十分であっても、周縁部はさらに溶断または溶着され、多重に封止されているので、内容物を外部に漏らすことなく確実に閉じ込めておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態例に係る周縁部が超音波封止された積層物品を示すもので、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態例に係る超音波溶接機を示す概略正面図である。
【図３】 図２に示す本発明の超音波溶接機を示す概略右側面図である。
【図４】 図２に示す本発明の超音波溶接機のホーンを示す概略底面図である。
【図５】 図５（Ａ）は積層物品母体を示す平面図、図５（Ｂ）はその分割した状態を示す部分拡大概略断面図である。
【図６】 連続したフィルムを用いて積層物品を製造する第一の実施の形態を説明するもので、図６（Ａ）は小分け分割する状態を説明する概略図、図６（Ｂ）は小分け分割された積層物品を示す平面図である。
【図７】 連続したフィルムを用いて積層物品を製造する第二の実施の形態を説明するもので、図７（Ａ）は小分け分割する状態を説明する概略図、図７（Ｂ）は小分け分割された積層物品を示す平面図である。
【図８】 連続したフィルムを用いて積層物品を製造する第三の実施の形態を説明するもので、図８（Ａ）は小分け分割する状態を説明する概略図、図８（Ｂ）は小分け分割された積層物品を示す平面図である。
【図９】 超音波溶接機の一例を示す正面図である。
【図１０】 超音波溶接機の一例を示すもので、図１０（ａ）は溶着専用ホーンを示す正面図、図１０（ｂ）は溶断専用ホーンを示す正面図である。
【図１１】 超音波溶接機の一例を示す正面図である。
【図１２】 超音波溶接機の一例を示すもので、図１２（ａ）は溶着専用ホーン受治具を示す正面図、図１２（ｂ）は溶断専用ホーン受治具を示す正面図である。
【図１３】 従来技術の超音波溶接機を示す概略正面図である。
【図１４】 図１４（Ａ）は従来技術において大き目のフィルムを用いて製造された積層物品母体の平面図、図１４（Ｂ）は小分け分割状態を示す部分拡大概略断面図である。
【図１５】 図１５（Ａ）は他の従来技術において大き目のフィルムを用いて製造された積層物品母体の平面図、図１５（Ｂ）は小分け分割状態を示す部分拡大概略断面図である。
【符号の説明】
１ 積層物品
２，３ 熱可塑性樹脂フィルム
４，４ａ 流動性物質
５ （超音波溶着による）接合部
５ａ 溶着予定線
６ （超音波溶断による）接合部
６ａ 溶断予定線
７ 封止部
１０ 積層体
１１ 超音波溶接機
１２ ホーン
１２ａ 溶着用ホーンの接触端部
１２ｂ 溶断用ホーンの接触端部
１３ａ 溶着用ホーン受治具
１３ｂ 溶断用ホーン受治具
１４ 超音波発振子
１５ 圧力シリンダ
１６ ホーン
１６ａ 溶着用ホーンの接触端部
１６ｂ 溶断用ホーンの接触端部
１７ ホーン
１７ａ 溶着用ホーンの接触端部
１８ ホーン
１９ ホーン受治具
２２ ホーン受治具
２４ 接触端部
２５ 接触端部
２６ ホーン受治具
２７ ホーン受治具
２８ ホーン
２９ ホーン

Claims (11)

  1. 互いに溶着可能な熱可塑性樹脂フィルムの間に、流動性物質を配在した積層物品において、
    その周縁部の少なくとも一部が、超音波溶着による接合部と、その外側に形成された超音波溶断による接合部とで多重に封止されていることを特徴とする積層物品。
  2. 前記流動性物質が、高浸透圧物質、水溶性糊料、高分子吸収剤、親水性アルコール、湿潤剤から選ばれた一または二以上の物質からなることを特徴とする請求項１記載の積層物品。
  3. 前記熱可塑性樹脂フィルムは、少なくとも一部が透水性フィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の積層物品。
  4. 前記透水性フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項３に記載の積層物品。
  5. 互いに溶着可能な熱可塑性樹脂フィルムの間に、流動性物質を配在し、次いで、その周縁部の溶着及びその外側の溶断を超音波により行うことを特徴とする積層物品の製造方法。
  6. 溶断による分割によって複数枚の積層物品を製造することを特徴とする請求項５記載の積層物品の製造方法。
  7. 溶着後に、その隣接する部分を溶断することを特徴とする請求項５または６記載の積層物品の製造方法。
  8. 超音波を発生する超音波発振子と、この超音波発振子により発生された超音波を出射するホーンと、該ホーンに対向して配置されたホーン受治具と、ホーン及びホーン受治具のいずれか又は両方をその他方に向けて押圧する押圧手段とを備え、溶着用接触端部と溶断用接触端部が前記ホーン及び又はホーン受治具に形成されていることを特徴とする超音波溶接機。
  9. 溶着用接触端部の形成されたホーンと溶断用接触端部の形成されたホーンとをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項８記載の超音波溶接機。
  10. 溶着用接触端部と溶断用接触端部とが共に形成されたホーン又はホーン受治具を備えていることを特徴とする請求項８記載の超音波溶接機。
  11. １つのホーンに対向して配置された溶着用接触端部の形成された複数のホーン受治具と、溶断用接触端部が形成されたホーン受治具とをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項８記載の超音波溶接機。
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