JP3947717B2 - フィルムシール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムシール装置に関し、特にヒートシールバーと称される一対のシール用部材でフィルムを加熱溶着させてシールするフィルムシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱溶着可能なフィルム同士をヒートシールバー等で加熱して溶着させることにより、該フィルムで形成される袋等をシールすることは、広く知られている。このヒートシールバーによるシール方式は、装置が簡単で安定して作動するという利点がある。
【０００３】
例えば、特開２００１−３１０３９８（特許文献１）では、フィルムの搬送方向の二つの位置に、ヒートシールバーと冷却バーとを間隔をもって配設し、フィルムの間欠停止時に一対のヒートシールバーで加熱挟圧してフィルムを溶着させ、次にこのフィルムを溶着部分が冷却バーの位置までくるように搬送して、そこで間欠停止せしめて、しかる後、溶着部位を冷却バーで冷却させることによりシールを完了させることとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１０３９８（図１〜図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１の装置では、フィルムの溶着部位が冷却される前に、該フィルムに張力を加えて冷却位置まで移動させるので、上位溶着部位で局部的に強度が低下して形が崩れたり、さらに、部分的に破損したりすることさえもある。あるいは、フィルムの伸びにより、フィルム上のマークを基準に次の工程、例えば切れ目を入れたりする際に、マークの位置がずれてしまい支障を生ずる。
【０００６】
又、間隔をもった二つの位置に、ヒートシールバーと冷却バーとを配設することとなるので、その分だけ装置の大型化にもつながる。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決し、溶着後のフィルムを移動させることなく冷却して、良好なシールを確実に行え、又、フィルム搬送方向での装置の小型化をも可能とするフィルムシール装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるフィルムシール装置は、熱溶着可能なフィルム同士を一対のシール用部材で挟圧加熱することにより該フィルムをシールするようになっており、一対のシール用部材から成り少なくとも一方のシール用部材が熱源を備えている加熱挟圧体と、フィルムの加熱された部分を挟圧冷却する一対の冷却用部材から成る冷却挟圧体を備え、加熱挟圧体と冷却挟圧体は作動位置と待機位置との間を往復可能に設けられて、停止時のフィルムに対して加熱挟圧体が作動位置で加熱動作した後に該加熱挟圧体が待機位置へ移動すると共に上記冷却挟圧体が上記作動位置へ移動してフィルムを冷却する。
【００１０】
かかるフィルムシール装置において、本発明は、加熱挟圧体のシール用部材と冷却挟圧体の冷却用部材は、フィルムに対し互いに反対側に位置する軸線まわりに所定角だけ往復回転する一対の軸体のそれぞれに上記所定角だけずれた位置に取りつけられ、作動時に上記一対の軸体は、シール用部材同士もしくは冷却用部材同士がフィルムを挟圧するように、相対近接することを特徴とする。
このような構成の本発明によれば、加熱挟圧体によるフィルムの溶着がされた後に、フィルムを移動させることなく停止させたまま、加熱挟圧体が作動位置から待機位置へ移動するとともに冷却挟圧体が待機位置から作動位置へ移動して、加熱挟圧体の位置と冷却挟圧体の位置が切り換えられ、冷却挟圧体によるフィルムの冷却されてから、シール部が固化した状態でフィルムが搬送される。加熱挟圧体と冷却挟圧体はそれらの軸線まわりに所定角だけ往復回転するロータリ方式としてまとめられる。
【００１２】
又、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体とフィルムとの間に、該フィルムに近接して例えばテフロン（登録商標）テープやテフロン（登録商標）含浸ガラスクロス等のシート状の粘着防止材を配設することができる。こうすることにより、フィルムがポリエチレン単層のように、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体に付着しやすい場合であっても、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体が作動時にフィルムに対して所望の挟圧を与えながら、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体に対するフィルムの付着が防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、本発明にかかるフィルムシール装置の一実施形態であって、フィルムに対する加熱加圧シール動作前の状態を示す図であり、図２は、図１に示す装置における要部を示す図である。又、図３は、図１に示す装置におけるシール後のフィルム冷却動作時の状態を示す図である。
【００１５】
本実施形態装置は、図示しない駆動手段によって間欠搬送される熱溶着可能なフィルムＦ、例えば搬送方向を長手とするチューブ状のフィルムを扁平にしたもののフィルム面に対し搬送方向に直角な方向に延びるシール部を該搬送方向で所定間隔ごとに形成する装置である。上記チューブ状のフィルムを本実施形態装置によってシールした場合、本実施形態装置によるシール後のフィルムをシール部の一方側の隣接部位にて該シール部に沿って切断することにより、一方の端で開口せる袋体を製造することができる。
【００１６】
本実施形態装置では、フィルムＦのフィルム面に対して上下位置で対称に配設されたフィルムシールのための一対のシール機構Ａ，Ｂ（以下、フィルムＦに対して上側に位置するシール機構を上シール機構Ａ、下側に位置するシール機構を下シール機構Ｂという。）と、図示しない装置本体に支持され該一対のシール機構Ａ，Ｂを互いに接離方向に往復動させるリンク機構Ｃとを備えている。ここで、上シール機構Ａと下シール機構Ｂとは、上記フィルムＦのフィルム面に対して互いに上下対称に異なる機構となっている。
【００１７】
先ず、リンク機構Ｃについて説明する。
【００１８】
リンク機構Ｃは、図示しない装置本体に対し不動の支持部材１に設けられた取付部１Ａに、図１にて横方向に作動するエアシリンダ等のシリンダ２のロッド２Ａの一端が取り付けられている。このシリンダ２は、該シリンダ２のシリンダ本体自体は筒状のケース３に収容され保持されている。
【００１９】
該ケース３には、トグルジョイント機構４を形成する二つのリンク４Ａ，４Ｂの一端が回動自在に支持され、上方のリンク４Ａの他端が下シール機構Ｂに回動自在に連結され、他方のリンク４Ｂの他端が図示しない部材により上シール機構Ａに連結されている。上記シリンダ２本体を保持するケース３には、ロッド２Ａと反対側にてロッド２Ａと同一軸線上で、軸体３Ａが延出して設けられており、該軸体３Ａは、支持部材１に取り付けられたガイド部材１Ｂにて軸線方向に往復動できるように案内支持されている。かくして、シリンダ２の作動時のシリンダ本体、したがってケース３の往復動によってトグルジョイント機構４を介して上シール機構Ａと下シール機構Ｂは、互いに上下方向に接離移動する。
【００２０】
次に、一対のシール機構Ａ，Ｂについて説明する。なお、この一対のシール機構Ａ，Ｂは、フィルムＦのフィルム面に対して上下対称に構成されかつ作動するので、ここでは下シール機構Ｂについてのみ説明する。
【００２１】
下シール機構Ｂにおいては、該下シール機構Ｂ全体を上下動させる可動部材５が上記リンク機構Ｃの動作にしたがって図１で上下方向に往復動されるように上記リンク機構Ｃのトグルジョイント機構４を介して接続されている。
【００２２】
上記可動部材５は、部材６を介して、シリンダ７を揺動自在に支持し、該シリンダ７のロッド７Ａが紙面に対し直角な軸体８に回動自在に連結されており、該ロッド７Ａの出没動作によって、該軸体８を軸線まわりに往復回動せしめるようになっている。
【００２３】
該軸体８は、外周の一部に正四角形をなす筒面部が形成されている。該角筒面部の互いに隣接する面、すなわち軸体８の９０°だけずれた二つの位置に、図１及び図２に示すように、フィルムＦを溶融加熱シールするためのバー状のシール用部材９Ａと、溶融加熱シール後のフィルムＦを冷却するためのバー状の冷却用部材１０Ａとが、部材１１を介してそれぞれ取り付けられている。上記シール用部材９Ａと冷却用部材１０Ａとは、上記軸線８と平行に延びている。上記シール用部材９Ａは、シールを効果的に行うための突条部９Ｂを有すると共に図２に示すように、それぞれ熱源としてヒータ９Ｃが内蔵されてヒートシールバーを構成している。なお、この熱源は、一対の上下シール機構Ａ，Ｂのシール用部材９Ａのうち少なくとも一方に備えられていればよい。又、本実施形態では、上記冷却用部材１０Ａは、冷却用部材１０Ａを冷却するため冷媒を収容せる冷媒室１０Ｂが形成されて冷却バーを構成している。この冷媒は、好ましくは冷却効果向上のために、外部との間で循環する。
【００２４】
また、上記軸体８には、半径方向に延びる腕体１２が取り付けられている。該腕体１２の一端は、上記シリンダ７のロッド７Ａの一端に回動自在に取り付けられていて、既述のごとく、可動部材５に回動自在に取り付けられたシリンダ７の動作により軸体８を往復回動させるようになっている。したがって、上記シリンダ７のロッド７Ａのストロークは、上記軸体８を９０°だけ回転させて一対のシール用部材９Ａもしくは冷却用部材１０Ａを、互いに対向させる作動位置と、これに対し直角方向な横向きの待機位置とに切り換えるように設定されている。
【００２５】
更に、上記軸体８の角筒面部の他の二つの隣接面には、可動部材５に取り付けられた位置決めのためのストッパ１３に当接して軸体８の回動角を確実に９０°とするように規制する当接部材１４，１５がそれぞれ取り付けられている。この当接部材１４，１５は、本実施形態では、図２に示すように、一方の当接部材１４はその固定部１４Ａそして断熱部材１４Ｂを介して当接しシール用部材９Ａを、そして他方の当接部材１５は同様にして冷却用部材１０Ａを支持しており、軸体８に部材１１を介して取り付けられたシール用部材９Ａ及び冷却用部材１０Ａの取付けを補強している。仮に、軸体８にシール用部材１Ａ及び冷却用部材２Ａを上記部材１１による取り付けのみとしたときには、装置の動作時にシール用部材９Ａ及び冷却用部材１０Ａをぐらつかないようにするためには、部材１１の断面積増加を招いてしまう。この断面積増加は、シール用部材９Ａ及び冷却用部材１０Ａから軸体８への伝達による熱の逃げを増長させてしまう。
【００２６】
次に、本実施形態装置の作動について説明する。
【００２７】
▲１▼ 先ず、シリンダ７の作動により、図１に示すように上下シール機構Ａ，Ｂの加熱挟圧体９の一対のシール用部材９Ａの挟圧部９Ａが離間して互いに対向した状態にもたらされる。次に、かかる状態で、搬送方向で間欠移動せるフィルムＦの停止時に、シリンダ２の作動により、トグルジョイント機構４のリンク４Ａ，４Ｂが上下方向に伸長する状態へと変化し、これによって、一対の軸体８が相対近接して、フィルムＦは一対のシール用部材９Ａにより挟圧される。フィルムＦはその挟圧された部分でヒータ９Ｃからの熱を受けて溶着される。
【００２８】
▲２▼ 次に、上記のフィルムＦの停止状態のまま、一対のシール用部材９Ａは、シリンダ２の作動により、トグルジョイント機構４のリンク４Ａ，４Ｂの上下方向に短縮する状態、すなわち図１に示す位置に戻されて互いに離間して上記挟圧が解除される。
【００２９】
▲３▼ しかる後、上記のフィルムＦの停止状態のまま、一対のシール用部材９Ａが離間せる状態で、シリンダ７の作動により軸体８が回動して、シール用部材９Ａが作動位置から待機位置へ移動するとともに一対の上下シール機構Ａ，Ｂの冷却挟圧体１０の一対の冷却用部材１０Ａが待機位置から作動位置に移動して冷却用部材１０Ａの挟圧部が互いに対向する。
【００３０】
▲４▼ 上記のフィルムＦの停止状態のまま、一対の冷却用部材１０Ａは、シリンダ２の作動でのトグルジョイント機構４により、フィルムＦの上記溶着部位は一対の冷却用部材１０Ａにより挟圧される。フィルムＦの上記溶着部位が一対の冷却用部材１０Ａにより挟圧されることによって、上記溶着部位は冷却用部材１０Ａにより冷却されて、凝固する。このように、上記▲１▼〜▲４▼で、フィルムＦは停止状態のままであるので、このとき、上記▲１▼にて、シール用部材９ＡによるフィルムＦの溶着部位はまだ凝固が不十分な状態であっても、フィルムに張力が作用せず、したがって変形という不具合が生じることはない。
【００３１】
▲５▼ しかる後、一対の冷却用部材１０Ａは、シリンダ２の作動により、互いに離間して上記挟圧が解除される。
【００３２】
▲６▼ その後、フィルムＦは停止状態が解除されて移動されて次のシール部に対して上述の▲１▼〜▲５▼の動作が繰り返される。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上述の実施形態ではシール用部材９Ａと冷却用部材１０Ａは、９０°だけ往復回転する一対の軸体に取りつける構成としたが、シール用部材９Ａと冷却用部材１０Ａが互いに待機位置と作動位置を切り換え可能と往復移動するようになっていれば、上記往復回転の角度は任意である。また、往復回転でなくとも一方向での間欠回転でもよい。さらには、上記往復移動の機構としては、シール用部材９Ａと冷却用部材１０Ａを横方向に往復移動させる機構など他の機構であってもよい。
【００３４】
又、フィルムの種類によっては、シール時にシール用部材へフィルムが粘着する場合もあるので、その防止対策として、フィルムに加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体とフィルムとの間に、該フィルムに近接して例えばテフロン（登録商標）テープやテフロン（登録商標）含浸ガラスクロス等のシート状の粘着防止材を配設して、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体に対するフィルムの付着の防止を図るようにしてもよい。上記粘着防止部材は、シート状であるので、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体とフィルムとの間に介在しても、フィルムに対して加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体による挟圧を上記粘着防止部材で拡散させることなく伝達できる。かくして、フィルムがポリエチレン単層のように、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体に付着しやすい場合であっても、加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体に対してフィルムが付着することもなくなる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、フィルムを溶着した後にこのフィルムを移動させることなく、その位置で溶着部位の冷却を行ない該部位を固化させてから該フィルムを移動させることとしたので、移動のためにフィルムに張力が加わっても、伸び等の変形が生じることなく、又、シール部の形状の安定化を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフィルムシール装置の一実施形態を示す図であって、フィルムに対する溶着前の状態を示す図である。
【図２】図１に示す装置の要部を示す図である。
【図３】図１に示す装置におけるフィルム冷却動作時の状態を示す図である。
【符号の説明】
８ 軸体
９ 加熱挟圧体
９Ａ シール用部材
１０ 冷却挟圧体
１０Ａ 冷却用部材
Ｆ フィルム

Claims (2)

1. 熱溶着可能なフィルム同士を一対のシール用部材で挟圧加熱することにより該フィルムをシールするフィルムシール装置であって、一対のシール用部材から成り少なくとも一方のシール用部材が熱源を備えている加熱挟圧体と、フィルムの加熱された部分を挟圧冷却する一対の冷却用部材から成る冷却挟圧体を備え、加熱挟圧体と冷却挟圧体は作動位置と待機位置との間を往復可能に設けられて、停止時のフィルムに対して加熱挟圧体が作動位置で加熱動作した後に該加熱挟圧体が待機位置へ移動すると共に上記冷却挟圧体が上記作動位置へ移動してフィルムを冷却するフィルムシール装置において、加熱挟圧体のシール用部材と冷却挟圧体の冷却用部材は、フィルムに対し互いに反対側に位置する軸線まわりに所定角だけ往復回転する一対の軸体のそれぞれに上記所定角だけずれた位置に取りつけられ、作動時に上記一対の軸体は、シール用部材同士もしくは冷却用部材同士がフィルムを挟圧するように、相対近接することを特徴とするフィルムシール装置。
2. 加熱挟圧体もしくは冷却挟圧体とフィルムとの間に、該フィルムに近接してシート状の粘着防止材が配設されていることとする請求項１に記載のフィルムシール装置。

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