JP4622559B2 - 製袋機 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製シートから袋を製造する製袋機に関する。

従来より、合成樹脂製の原反シートから一辺が開口した袋を製造する製袋機は、一般的に原反シートにおいて袋の底となる部分に折り曲げ部を形成して二つ折りにした後、袋の両端となる部位を接合して袋状とし、原反シートから切断するように構成されている。

このとき、袋の両端となる部位の接合および切断は、主に熱溶融法によるシール加工で同時に行われる。特に原反シートとして気泡シートや発泡シートを用いる場合には、シール加工としてヒートシール法やインパルスシール法が用いられる。これらのシール法を用いる製袋機は、原反シートを送り出す送り機構と、原反シートをシールと同時に切断するシール切断機構とを備えている。送り機構としてピンチロールやベルト等が用いられ、所定量の原反シートをシール切断機構に送り出す。シール切断機構は通電発熱するシールバーとその受け台とを備え、原反シートを挟み込むようにシールバーが上下して、原反シートを融着すると同時に切断する。

しかしながら、上記構成の製袋機で気泡部を有する気泡シートを二つ折りした状態でシールする場合には、シールバーでシールと切断を行う際に気泡シートの反発力で折り目が開きやすくなり、シール精度が悪くなるという問題がある。特に気泡部が折り目の内側に位置している場合に折り目が開きやすい。

また、シールバーを用いる製袋機では、原反シートを押さえる部分が狭く、原反シートを確実に固定することが困難であり、シール精度およびシール強度が低くなるという問題がある。特に腰が無くかつ嵩高い気泡シートをシールする場合には、気泡シートを挟み込む際に気泡内のエアーが逃げて気泡シートの溶断直後のずれを発生せしめてシール強度がばらつき、全体的なシール強度が低下する。

また、気泡シートは確実な固定が難しいので、シールおよび切断する際の間隔を狭くしてシールを行うことが難しく、シール幅の狭い製品の加工が困難である。

また、シールバーを用いる製袋機でシールする際、通電・加熱したニクロム線に被シール物が溶融して付着し、シールバーの剥離性が悪いという問題がある。これは品質の低下につながり、不良品発生の原因となるため、従来の製袋機ではシールバーから被シール物を剥離させるための剥離装置を設けている。しかしながら、剥離装置を設けた場合であっても、間隔を狭くしてシールを行う際には充分な剥離性を継続的に維持することは難しく、装置も複雑になる。

さらに、シール・切断された袋をシール切断機構から引き取るためのベルトコンベア等の引き取り機構をシール切断機構の下流側に設ける必要がある。特に、気泡部が折り目の外側に位置している場合には、気泡部がシール切断機構に引っ掛かりやすく、引き取り機構が必要となる。このように、引き取り機構を設ける場合、装置が大型化するという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、重ね合わせた合成樹脂製シートをシールおよび切断して袋体を製造する際に、シール精度を向上させるとともに、装置の小型化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数枚に重ねられた前記シート（１０）を下流側に送り出すシート送り出し手段（３０、３１）と、シート送り出し手段（３０、３１）の下流側においてシート（１０）の流れ方向に直交して配置され、複数枚に重ねられたシート（１０）が間に供給されるように互いに平行に配置された一対のロール（４０、４１）とを備え、
一対のロール（４０、４１）は、複数枚に重ねられたシート（１０）を下流側に送り出すように互いに反対方向に回転可能であり、一対のロールの少なくとも一方のロール（４０）の外周面には、シート（１０）の融点以上に昇温可能な発熱体（４２）が軸方向に設けられており、一対のロール（４０、４１）は、互いの間隔が複数枚に重ねられたシート（１０）より広くなる状態と、複数枚に重ねられたシート（１０）を介して互いに接触する状態とに移動可能であり、一対のロール（４０、４１）が互いの間隔が複数枚に重ねられたシート（１０）より広くなった状態で、複数枚に重ねられたシート（１０）がシート送り出し手段（３０、３１）で下流側に送り出され、一方のロール（４０）に設けられた発熱体（４２）が他方のロール（４１）と対向する位置にあるときに、一対のロール（４０、４１）の外周面が複数枚に重ねられたシート（１０）を介して互いに接触する状態となり、発熱体（４２）にて複数枚に重ねられたシート（１０）を融解させて切断するとともに、複数枚に重ねられたシート（１０）における切断された端部（１０ｂ、１５ｃ）を融着してシールすることを特徴としている。

このように、一対のロール（４０、４１）を用いてシート（１０）をシールおよび切断することで、シート（１０）をロール（４０、４１）で押さえつけながらシールすることができる。これにより、シールの際に重ね合わせたシート（１０）がずれにくくなり、シール精度を向上させることができる。

また、シート（１０）をシールおよび切断した後、ロール（４０、４１）を回転させることで、製造された袋体（１５）を下流側に排出することができる。これにより、シート（１０）をシールする機構の下流側に袋体（１５）を引き取るための引き取り機構を設ける必要がなくなり、装置の小型化を図ることができる。

また、シート送り出し手段（３０、３１）によるシート（１０）の送り出しの際、ロール（４０、４１）を回転させることで、シート（１０）の送り出し量が小さい場合でも、シート（１０）の送り出しを確実に行うことができる。これにより、開口部（１５ｄ）が小さい袋体（１５）を製造する際にも、確実にシート（１０）の送り出しを行うことができる。

また、請求項２に記載の発明では、一対のロール（４０、４１）は、外周面における発熱体（４２）に対応する部位を除いた部分に設けられる弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）を有しており、弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）は、一対のロール（４０、４１）の回転方向において、少なくとも発熱体（４２）に対応する位置の前後に設けられており、一対のロール（４０、４１）が複数枚に重ねられたシート（１０）を介して互いに接触する状態に移動したときに、ロール（４０、４１）とシート（１０）との間に弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）が存在していることを特徴としている。

これにより、シート（１０）を加圧して押さえつけることができるとともに押さえる面積を大きくすることができるので、シールの際にシート（１０）を確実に押さえることができ、シール精度およびシール強度を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明では、弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）は、一対のロール（４０、４１）の外周面における発熱体（４２）に対応する部位を除いた全面に設けられていることを特徴としている。これにより、シート（１０）の送り出しをより確実に行うことができる。

また、請求項４に記載の発明では、弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）の厚みは、発熱体（４２）より厚くなっており、一対のロール（４０、４１）が複数枚に重ねられたシート（１０）を介して互いに接触する状態に移動したときに、弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）が弾性変形して発熱体（４２）がシート（１０）に接触することを特徴としている。

これにより、シール後に発熱体（４２）とシート（１０）とを効果的に剥離させることができるので、専用の剥離装置が不要となり、装置の小型化を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、気体が密閉された多数の気泡部（１３）が形成されている気泡シートを製造する場合であっても、シールの際にシートがずれにくいので、シール精度を向上させることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明の製袋機で加工する原反シートの一具体例である合成樹脂製気泡シート１０の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の気泡シート１０は、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸状シート（キャップフィルム）１１と、平坦状の平坦状シート（バックフィルム）１２とから構成される２層構造となっている。本実施形態の凹凸状シート１０には、多数の円柱状突起部がエンボス加工されており、凹凸状シート１１の突起部開口側に平坦状シート１２が接合されている。これにより、凹凸状シート１１と平坦状シート１２との間には、空気が密閉された気泡部（密閉突起部）１３が形成される。

本実施形態では、気泡シート１０を構成する合成樹脂として、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を用いている。また、合成樹脂製気泡シート１０は、本実施形態のように柔軟性が必要とされる場合には単位面積当り重量（目付重量）を３５〜２００グラム／ｍ²とすることが望ましい。

図２は、本実施形態の製袋機の主要な構成要素を示す斜視図である。図２に示すように、製袋機は、三角板２０と一対の送りロール３０、３１と一対のシールロール４０、４１とを備え、原反シート１０から袋体１５を製造する。本実施形態の製袋機で製造される袋体１５は、折り曲げられた底辺部１５ａの両端に位置する側辺部１５ｂ、１５ｃが融着してシールされており、底辺部１５ａに対向する辺が開口部１５ｄとなっている。

製袋機には、原反シート１０がロール状に巻かれた原反供給部１４から原反シート１０が供給される。三角板２０は、原反供給部１４から供給された原反シート１０の幅方向における中央付近に折り目１０ａを形成するものである。

送りロール３０、３１は、原反供給部１４から原反シート１０を引き出すとともに、下流側のシールロール４０、４１に原反シート１０を供給するものである。送りロール３０、３１は、三角板２０の下流側に設けられており、平行に配置された円柱状の一対のロールから構成されている。

本実施形態の送りロール３０、３１は、金属あるいは樹脂からなる芯材の表面に摩擦係数が高い材料（例えばゴム）からなるシートが表面に貼り付けられたニップロールとして構成されている。

一対の送りロール３０、３１は、原反シート１０を挟み込んだ状態で互いに反対方向に同期回転するように構成されている。なお、送りロール３０、３１が本発明のシート送り出し手段に相当している。

シールロール４０、４１は、二つ折りされた原反シート１０を融着して切断するものである。シールロール４０、４１は、送りロール３０、３１の下流側に設けられており、平行に配置された一対のロールから構成されている。本実施形態のシールロール４０、４１は、送りロール３０、３１より直径が大きい円柱状のロールを用いている。一対のシールロール４０、４１は互いに反対方向に同期回転するように構成されている。

図３は、シールロール４０、４１の断面図である。図３に示すように、金属製のロール部材４０ａ、４１ａの外周面に、弾性部材４０ｂ、４１ｂが設けられている。弾性部材４０ｂ、４１ｂは、ゴム等の摩擦係数が高くかつ弾性を有する材料を用いることができる。

図中の上側に配置されている第１のシールロール４０の外周面には、通電により発熱する線状の通電発熱体４２が軸方向に設けられている。通電発熱体４２は、原反シート１０を加熱してシール（熱融着）を行ってさらに原反シート１０を切断するためのものであり、原反シート１０の融点以上の温度まで昇温することができる。本実施形態では、通電発熱体４２としてニクロム線を用いており、シールする際にニクロム線に瞬間的に通電して昇温させるインパルスシールを採用している。

上記弾性部材４０ｂ、４１ｂは、ロール部材４０ａ、４１ａの表面のほぼ全周囲、すなわち一対のロール部材４０ａ、４１ａの外表面における通電発熱体４２に対応する部位を除いた全面に設けられている。第１のロール部材４０ａにおける通電発熱体４２が設けられた部位には弾性部材４０ｂが設けられておらず、第２のロール部材４１ａにおける通電発熱体４２に対向する部位にも弾性部材４１ｂが設けられていない。また、弾性部材４０ｂ、４１ｂの厚みは、通電発熱体４２の厚みより厚くなるように構成されている。

第１のロール４０は上下方向に移動可能となっている。第１のロール４０が上側に移動した状態では、図２中の下側に配置されている第２のシートロール４１との間で二つ折りされた原反シート１０が充分通過可能な間隔を形成している。第１のロール４０は、通電発熱体４２が外周面の最下方に位置している状態で下側に移動する。

以下、本実施形態の製袋機の作動を図４、５に基づいて説明する。図４は、製袋機の主要部を示す側面図であり、（ａ）〜（ｃ）は製袋機による袋体１５の製造工程を示している。図５は、シールロール４０、４１における原反シート１０をシールする部分の拡大断面図であり、（ａ）はシールロール４０、４１で原反シート１０を保持した状態を示し、（ｂ）は原反シート１０をシールしている状態を示している。なお、図４は、図２における紙面奥側から手前側をみた状態を示しており、図中の右側がシート流れ方向の上流側であり左側がシート流れ方向の下流側となる。

まず、図４（ａ）に示す送り出し工程を行う。一対の送りロール３０、３１を作動させ、原反シート１０を所定長さだけ下流側に送り出す。このとき、原反シート１０の最下流側の端部１０ｂは、前回のシール切断工程でシールロール４０、４１によってシールされている。

送りロール３０、３１による原反シート１０の送り出し量は、製造される袋体１５の底辺部１５ａおよび開口部１５ｄの長さとなっている。このとき、シールロール４０、４１が回転することで、送りロール３０、３１による原反シート１０の送り出しを補助することができ、原反シート１０を製造される袋体１５の底辺部１５ａの長さ分だけ確実に送り出すことができる。送りロール３０、３１で原反シート１０が送り出される際に、一対のシールロール４０、４１も回転し、第１のシールロール４０は通電発熱体４２が最下方に位置する状態となる。

次に、図４（ｂ）に示すシール切断工程を行う。第１のシールロール４０を下方に移動させ、第２のシートロール４１を受け台として原反シート１０を押さえつける。

これにより、図５（ａ）に示すように、原反シート１０がシールロール４０、４１における弾性部材４０ｂ、４１ｂで押さえつけられる。そして、図５（ｂ）に示すように、弾性部材４０ｂ、４１ｂが圧縮変形（弾性変形）して、通電発熱体４２が原反シート１０に接触することで、二つ折りされた原反シート１０が融着し、シールと切断が同時に行われる。これにより、原反シート１０は、シールロール４０、４１の下流側と上流側に切断され、切断された端部１０ｂ、１５ｃが融着されシールされる。

このとき、原反シート１０は、一対のシールロール４０、４１で挟まれるとともに、シールされる部位の前後を弾性部材４０ｂ、４１ｂで押さえつけられる。弾性部材４０ｂ、４１ｂは、圧縮変形して原反シート１０を押さえつけるので、原反シート１０は必要十分な圧力でグリップされるとともに押さえつけられる面積が大きくなり、原反シート１０を確実に固定することができる。これにより、シールの際の原反シート１０の逃げを防ぐことができる。

次に、図４（ｃ）に示す排出工程を行う。シール切断工程によりシールロール４０、４１より下流側の原反シート１０は、袋体１５として原反シート１０から分離される。シール切断工程の後、第１のシールロール４０は上方に移動する。

これにより、通電発熱体４２が原反シート１０から離れるとともに、シールロール４０、４１の弾性部材４０ｂ、４１ｂは、加圧状態が解除されることで、圧縮変形された状態から徐々に回復する。このとき、通電発熱体４２が原反シート１０から離れた後も、原反シート１０は弾性部材４０ｂ、４１ｂによって押さえつけられる状態が若干継続するので、通電発熱体４２と原反シート１０とを効果的に剥離させることができる。

そして、シールロール４０、４１が回転することで、原反シート１０から分離された袋体１５が排出され、下方に落下する。図５では図示を省略しているが、シールロール４０、４１の下流側には、袋体１５を収納する容器が設置してあり、シールロール４０、４１から排出された袋体１５は容器内に収納される。

上述の工程で製造された袋体１５は、側辺部１５ｂ、１５ｃがシールされた状態となっている。そして、原反シート１０の最下流側の端部１０ｂもシールされており、次回のシール切断工程を経て袋体１５の下流側の側辺部１５ｂとなる。

以上のように、原反シート１０にシールおよび切断するシール切断手段として回転するシールロール４０、４１を用いることで、原反シート１０をロール４０、４１で押さえつけながらシールを行うことができる。これにより、シールの際に重ね合わせた原反シート１０がずれにくくなり、シール精度を向上させることができる。

また、シール切断工程の後、シールロール４０、４１を回転させることで、製造された袋体１５を下流側に排出することができる。これにより、シール切断機構の下流側に袋体１５を引き取るための引き取り機構を設ける必要がなくなり、装置の小型化を図ることができる。

また、送りロール３０、３１による原反シート１０の送り出しの際、シールロール４０、４１を回転させることで、原反シート１０の送り出し量が小さい場合でも、原反シート１０を確実に送り出すことができる。これにより、開口部１５ｄが小さい袋体１５を製造する際にも、確実に原反シート１０の送り出しを行うことができる。このとき、シールロール４０、４１の外表面のほぼ全面に摩擦係数の高い弾性部材４０ｂ、４１ｂが設けられているので、より確実に原反シート１０の送り出しを行うことができる。

また、表面に弾性部材４０ｂ、４１ｂが被覆されたシールロール４０、４１を用いて原反シート１０をシールすることで、シールの際に原反シート１０を加圧することができるとともに押さえる面積を大きくすることができる。これにより、シールの際に原反シート１０を確実に押さえることができ、シール精度およびシール強度を向上させることができる。また、シールの際に原反シート１０を確実に押さえることができるので、シールおよび切断する際の間隔を狭くすることも容易にできる。

なお、弾性部材４０ｂ、４１ｂは、少なくとも通電発熱体４２に対応する位置のロール回転方向における前後に設けられ、第１のシールロール４０を第２のシールロール４１に接近させた際に各ロール４０、４１と原反シート１０との間に弾性部材４０ｂ、４１ｂが存在していれば、シールの際に原反シート１０を確実に固定することができる。

また、通電発熱体４２より厚く構成された弾性部材４０ｂ、４１ｂが設けられたシールロール４０、４１を用いて原反シート１０をシールすることで、シール後に通電発熱体４２と原反シート１０とを効果的に剥離させることができる。これにより、専用の剥離装置が不要となり、装置の小型化を図ることができる。

（他の実施形態）
また、上記実施形態では、シート送り出し手段として一対の円柱状ロールからなる送りロール３０、３１を用いたが、これに限らず、例えばベルトコンベア等を用いることもできる。

また、上記実施形態の製袋機では、シートロール４０、４１によるシールとしてインパルスシールを用いたが、これに限らず、例えば通電発熱体４２として棒状の鉄材に常時通電して発熱させておき、ヒートシールを行うように構成してもよい。

また、上記実施形態のヒートシールには、融着させる部位に強い熱エネルギーをごく短時間加え、直ちに冷却することでシールを行うインパルスシールも含まれる。

また、上記実施形態では、原反シート１０として凹凸状シート１１と平坦状シート１２とからなる２層品の気泡シートを用いたが、これに限らず、凹凸状シートの両側に２枚の平坦状シートを接合した３層品の気泡シートを用いることもできる。

また、上記実施形態では、原反シート１０として気泡部１３を有する気泡シートを用いたが、これに限らず、本発明は押出発泡成形により成形される発泡シートや気泡部１３を有しない合成樹脂シートにも適用可能である。

また、上記実施形態では、三角板２０により折り曲げ部１０ａを形成し、これを袋体１５の底辺部１５ａとしたが、これに限らず、本発明は例えば熱融着により底辺部１５ａを形成する場合においても適用可能である。

上記実施形態の気泡シートの斜視図である。 上記実施形態の製袋機の斜視図である。 シールロールの断面図である。 上記実施形態の製袋機による袋体の製造工程を示す工程図である。 シールロールにおける原反シートをシールする部分の拡大断面図であり、ａはシールロールで原反シートを保持した状態を示し、ｂは原反シートをシールしている状態を示している。

符号の説明

１０…原反シート、２０…三角板、３０、３１…送りロール、４０、４１…シールロール、４２…通電発熱体。

Claims (5)

1. 合成樹脂からなるシート（１０）より、１辺に開口部（１５ｄ）を有する袋体（１５）を製造する製袋機であって、
   複数枚に重ねられた前記シート（１０）を下流側に送り出すシート送り出し手段（３０、３１）と、
   前記シート送り出し手段（３０、３１）の下流側において前記シート（１０）の流れ方向に直交して配置され、複数枚に重ねられた前記シート（１０）が間に供給されるように互いに平行に配置された一対のロール（４０、４１）とを備え、
   前記一対のロール（４０、４１）は、前記シート（１０）を下流側に送り出すように互いに反対方向に回転可能であり、
   前記一対のロールの少なくとも一方のロール（４０）の外周面には、前記シート（１０）の融点以上に昇温可能な発熱体（４２）が軸方向に設けられており、
   前記一対のロール（４０、４１）は、互いの間隔が複数枚に重ねられた前記シート（１０）の厚みより広くなる状態と、複数枚に重ねられた前記シート（１０）を介して互いに接触する状態とに移動可能であり、
   前記一対のロール（４０、４１）が互いの間隔が複数枚に重ねられた前記シート（１０）より広くなった状態で、前記シート（１０）が前記シート送り出し手段（３０、３１）で下流側に送り出され、
   前記一方のロール（４０）に設けられた発熱体（４２）が他方のロール（４１）と対向する位置にあるときに、前記一対のロール（４０、４１）の外周面が複数枚に重ねられた前記シート（１０）を介して互いに接触する状態となり、前記発熱体（４２）にて複数枚に重ねられた前記シート（１０）を融解させて切断するとともに、複数枚に重ねられた前記シート（１０）における切断された端部（１０ｂ、１５ｃ）を融着してシールすることを特徴とする製袋機。
2. 前記一対のロール（４０、４１）は、外周面における前記発熱体（４２）に対応する部位を除いた部分に設けられる弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）を有しており、
   前記弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）は、前記一対のロール（４０、４１）の回転方向において、少なくとも前記発熱体（４２）に対応する位置の前後に設けられており、
   前記一対のロール（４０、４１）が複数枚に重ねられた前記シート（１０）を介して互いに接触する状態に移動したときに、前記ロール（４０、４１）と前記シート（１０）との間に前記弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）が存在していることを特徴とする請求項１に記載の製袋機。
3. 前記弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）は、前記一対のロール（４０、４１）の外周面における前記発熱体（４２）に対応する部位を除いた全面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の製袋機。
4. 前記弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）の厚みは、前記発熱体（４２）より厚くなっており、
   前記一対のロール（４０、４１）が複数枚に重ねられた前記シート（１０）を介して互いに接触する状態に移動したときに、前記弾性部材（４０ｂ、４１ｂ）が弾性変形して前記発熱体（４２）が前記シート（１０）に接触することを特徴とする請求項２または３に記載の製袋機。
5. 前記シート（１０）は、少なくとも凹凸状シート（１１）と平坦状シート（１２）とが接合され、気体が密閉された多数の気泡部（１３）が形成されている気泡シートであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の製袋機。
   
   

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