JP5953741B2 - フィルム状部材の折り曲げ加工装置及び折り曲げ加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、パウチなどのフィルム状部材の折り曲げ加工装置及び折り曲げ加工方法に関するものである。

複数のフィルムで構成されたパウチにおいては、姿勢良く立たせたり、剛性を高めたり、両サイドの手触りを良くしたりするために、パウチの両サイドのヒートシール部を折り曲げるなどして立体加工を施したものが知られている。

このような立体加工を行う場合には、折り曲げ加工を行うための設備がパウチを製造する工程中の装置に組み込まれたり、ヒートシール後の中間製品に対して加工を施したりしていた。

しかしながら、従来例に係る加工方法の場合、加工用の設備が大掛かりなものとなってしまったり、１個１個の中間製品に対して、それぞれ間欠的に折り曲げ加工を施さなければならずに生産性が低かったりするなどの問題があった。

従って、簡易な構成で、生産性の高い折り曲げ加工方法（装置）が望まれていた。また、パウチに限らず、他のフィルム状部材においても、折り曲げ加工が要求される場合があり、このような場合でも、簡易な構成で、生産性に優れた折り曲げ加工が望まれる。なお、本願の出願人は上記の問題を解決するための技術について既に出願しているが（特願２０１０−１７０４７８）、未だ改良の余地が残されている。

特開平８−３１８９５４号公報 特開２０００−１４２７２０号公報 特開２００４−３５０１８号公報 国際公開番号ＷＯ２００８／００１８２９号公報

本発明の目的は、簡易な構成で、生産性の向上を図り、かつヒートシール部において軟化または溶融した粘着物が金型に付着してしまうことを抑制できるフィルム状部材の折り曲げ加工装置及び折り曲げ加工方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のフィルム状部材の折り曲げ加工装置は、
ヒートシール部を備えたフィルム状部材（例えば、複数のフィルムで構成されたパウチ）を前記ヒートシール部の端縁と平行に搬送する搬送機構と、
加熱されながら前記搬送機構によって搬送されるフィルム状部材に対して、該フィルム状部材の搬送方向と平行な折り曲げ線にて、該ヒートシール部の内側の部位を折り曲げる金型と、
を備えるフィルム状部材の折り曲げ加工装置であって、
前記金型は、搬送するフィルム状部材の前記ヒートシール部が通過する隙間を有してお
り、該隙間の位置が前記搬送方向の上流側から下流側に向かって変化するように構成されることによって、搬送するフィルム状部材に折り曲げ加工を施すように構成されると共に、
前記金型は、搬送するフィルム状部材における前記ヒートシール部の端縁よりも内側の位置でのみ該フィルム状部材に対して両面側から接触させる（言い換えれば、ヒートシール部の端縁においては、金型は接しないか、片面側のみ接している）構造であることを特徴とする。

本発明によれば、フィルム状部材を搬送しながら、該フィルム状部材に対して折り曲げ加工を施すことができるため、生産性が高い。また、金型に設けられた隙間にフィルム状部材のヒートシール部を通過させるだけで、折り曲げ加工を施すことができ、装置の構成も簡易なもので済む。更に、搬送するフィルム状部材におけるヒートシール部の端縁は、金型によって両面側から接触されないので、ヒートシール部の端縁からの粘着物が金型に付着してしまうことも抑制できる。

前記金型は、
フィルム状部材の折り曲げ方向の外側に設けられる外型と、
フィルム状部材の折り曲げ方向の内側に設けられる内型と、
を備え、
これら外側と内型との間に前記隙間が形成されるとよい。

このように、外型と内型によって、搬送フィルム状部材に対して折り曲げ加工を施すことが可能な隙間を形成でき、複雑な機構や構造は必要ない。

また、本発明のフィルム状部材の折り曲げ加工方法は、
ヒートシール部を備えたフィルム状部材を前記ヒートシール部の端縁と平行に加熱しながら搬送させつつ、該フィルム状部材の搬送方向と平行な折り曲げ線にて、前記ヒートシール部の内側の部位に折り曲げ加工を施す、フィルム状部材の折り曲げ加工方法であって、
前記搬送方向の上流側から下流側に向かって、その位置が変化する隙間を有する金型を、フィルム状部材の搬送経路内に設置しておき、
フィルム状部材の前記ヒートシール部が前記隙間を通過するように、該フィルム状部材を搬送させることによって、前記隙間の位置の変化に伴って、該フィルム状部材に折り曲げ加工を施すもので、折り曲げ加工時には、搬送するフィルム状部材における前記ヒートシール部の端縁よりも内側の位置でのみ該フィルム状部材に対して両面側から金型を接触させる（言い換えれば、ヒートシール部の端縁においては、金型は接しないか、片面側のみ接している）ことを特徴とする。

本発明によれば、フィルム状部材を搬送しながら、該フィルム状部材に対して折り曲げ加工を施すことができるため、生産性が高い。また、金型に設けられた隙間にフィルム状部材のヒートシール部を通過させるだけで、折り曲げ加工を施すことができ、装置の構成も簡易なもので済む。更に、搬送するフィルム状部材におけるヒートシール部の端縁には、金型が両面側から接触することはないので、ヒートシール部の端縁からの粘着物が金型に付着してしまうことも抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で、生産性の向上を図り、かつヒートシール部において軟化または溶融した粘着物が金型に付着してしまうことを抑制できる。

本発明の実施例に係るフィルム状部材の折り曲げ加工装置全体を側面側から見た概略構成図である。 本発明の実施例に係るフィルム状部材の折り曲げ加工装置全体を上面側から見た概略構成図である。 本発明の実施例に係る折り曲げ加工金型を上面側から見た斜視図である。 本発明の実施例に係る折り曲げ加工金型の一部の部品を取り外した状態を上面側から見た斜視図である。 本発明の実施例に係る折り曲げ加工金型をフィルム状部材が通過していく際に、フィルム状部材の端部が折り曲げられていく様子を示す図である。 本発明の実施例に係る折り曲げ加工金型の一部破断断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係るフィルム状部材の折り曲げ加工装置及び折り曲げ加工方法について説明する。なお、本実施例においては、フィルム状部材の一例として、パウチを例にして説明する。より具体的には、各部にヒートシール加工が施されて袋状となっているパウチの中間製品Ｐに対して、両サイドを、ヒートシール部ＨＳの内側の部位にて折り畳むように折り曲げ加工を施す場合を説明する。

＜折り曲げ加工装置＞
特に、図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係るフィルム状部材の折り曲げ加工装置全体の構成について説明する。図１及び図２は、本発明の実施例に係るフィルム状部材の折り曲げ加工装置全体の概略構成図であり、図１は側面側から見た図、図２は上面側から見た図である。ただし、図２においては、後述するパウチフィーダー１００及びプレヒータ４００については省略している。

本発明の実施例に係る折り曲げ加工装置は、ヒートシール後のパウチの中間製品Ｐが複数積載され、かつ一つずつ中間製品Ｐを送り出して搬送機構の開始端となるパウチフィーダー１００と、中間製品Ｐに対して予備加熱を行うプレヒータ４００と、中間製品Ｐの両サイドを折り畳むように折り曲げ加工を施す金型２１０を備えた折り曲げ加工機構２００と、中間製品Ｐに施された折り曲げ部分Ｐ１を挟持しながら加熱する加熱機構３００（熱交換機構）とを備えている。図２には、パウチフィーダー１００によって送り出された後にプレヒータ４００により予備加熱された状態で搬送される中間製品Ｐを示している。この中間製品Ｐ中の点線は、折り曲げ線Ｌとなる位置を示している。

折り曲げ加工機構２００は、中間製品Ｐを搬送する搬送機構を構成する複数の搬送ローラ２２０と、中間製品Ｐに折り曲げ加工を施すための金型２１０とを備えている。

また、加熱機構３００は、折り曲げ加工機構２００によって、両サイドが折り畳まれた中間製品Ｐに対して、折り曲げ部分Ｐ１を挟持しながら搬送する一対の回転機構３００ａ，３００ｂを備えている。

＜金型＞
図３〜図６を参照して、本発明の実施例に係る金型２１０について、より詳細に説明す
る。

まず、特に図３及び図４を参照して、金型２１０の構成について説明する。図３は金型２１０の全体を斜め上方から見た斜視図である。図４は金型２１０のうち、後述する上フレーム２１１を取り外した状態を示す図である。

本実施例に係る金型２１０は、上フレーム２１１と下フレーム２１２とを備えている。上フレーム２１１と下フレーム２１２とを組み付けた状態においては、これら上フレーム２１１と下フレーム２１２との間に、搬送する中間製品Ｐが通ることのできる隙間が形成される。また、中間製品Ｐの搬送方向（図３中、矢印Ｘ方向）に沿って、幅方向の中央に４箇所の空間部Ｋが形成される。これら４箇所の空間部Ｋは、それぞれ一対の搬送ローラ２２０が入り込む部位である。このように、４箇所の空間部Ｋにそれぞれ一対の搬送ローラ２２０が入り込むことで、上フレーム２１１と下フレーム２１２との間の隙間を通過するように、中間製品Ｐを搬送させることができる。

そして、これら上フレーム２１１と下フレーム２１２により構成されるフレームの両側付近に、折り曲げ加工を施すための型本体を構成する外型２１３及び内型２１４がそれぞれ取り付けられている。外型２１３は、中間製品Ｐの折り曲げ方向の外側に設けられる型であり、内型２１４は、中間製品Ｐの折り曲げ方向の内側に設けられる型である。

外型２１３と内型２１４との間には、中間製品Ｐの幅方向（搬送方向Ｘに直交する方向）の端部（ヒートシール部ＨＳを含む部分）が通過する隙間が形成されている。図３及び図４中のＡは、中間製品Ｐの両サイドが、外型２１３と内型２１４との間の隙間に入り込む入口を示している。外型２１３と内型２１４との間にできる隙間は、その位置（形状）が搬送方向Ｘの上流側から下流側に向かって変化するように構成されている。これにより、中間製品Ｐの両サイドの当該隙間を通る部分が、搬送方向Ｘの上流側から下流側に移動するにつれて、隙間の位置（形状）の変化にしたがって、折り曲げられる。

また、下フレーム２１２には、搬送方向Ｘの中央付近から下流側に向けて、搬送する中間製品Ｐが撓んでしまっても、下フレーム２１２に引っ掛かってしまわないように、中間製品Ｐの搬送姿勢を保持させるための搬送ガイド２１５が設けられている。また、上フレーム２１１における型本体（外型２１３及び内型２１４）よりも更に外側には、中間製品Ｐの折り曲げ部分を加熱するために、型本体を加熱するヒータ２１６が設けられている。このヒータ２１６は、搬送方向Ｘに沿うように設けられている。

次に、特に図５及び図６を参照して、金型２１０によって、中間製品Ｐの端部がどのように折り曲げられていくかについて、詳細に説明する。図５は、中間製品Ｐの端部が型本体の隙間を通過していく際に、当該端部が折り曲げられていく様子を段階的に示したものである。また、図６は、図５中の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）の各段階における中間製品Ｐの端部付近の断面を示したものである。

図５において、点線Ｔは外型２１３の成形面の位置を示し、一点鎖線Ｕは内型２１４の成形面の位置を示し、太線Ｓは中間製品Ｐにおける端部（折り曲げられる付近）を示している。また、図６（ａ）は図５中の（ａ）の段階、図６（ｂ）は図５中の（ｂ）の段階、図６（ｃ）は図５中の（ｃ）の段階、図６（ｄ）は図５中の（ｄ）の段階、図６（ｅ）は図５中の（ｅ）の段階にそれぞれ相当する一部破断断面図である。

搬送する中間製品Ｐは、その端部が、外型２１３と内型２１４との間の隙間を通過する過程で、搬送方向Ｘと平行な折り曲げ線Ｌにて内側に折り曲げられる。図５中の（ａ）及び図６（ａ）は中間製品Ｐが上記隙間に入り始め、まだ曲げ加工が始まっていない状態を
示している。図５中の（ｂ）及び図６（ｂ）は中間製品Ｐの端部が４５°折り曲げられた状態を示している。図５中の（ｃ）及び図６（ｃ）は中間製品Ｐの端部が１３５°折り曲げられた状態を示している。図５中の（ｄ）及び図６（ｄ）は中間製品Ｐの端部がほぼ１８０°折り曲げられた状態を示している。図５中の（ｅ）及び図６（ｅ）は中間製品Ｐの端部が１８０°折り曲げられて、折り畳まれた状態を示している。

ここで、本実施例においては、外型２１３は、中間製品Ｐに接する部分において、テフロン（登録商標）から構成されるテフロン部２１３ａが備えられており、内型２１４にも、同様にテフロン部２１４ａが備えられている。テフロンは断熱性に優れており、外側に設けられているヒータ２１６からの熱を断熱することができ、中間製品Ｐにおける折り曲げ部以外の部位を加熱してしまうことを抑制できる。これにより、中間製品Ｐにしわが発生してしまうことを抑制でき、また、これに伴い搬送不良が発生してしまうことも抑制できる。

ここで、ヒートシール部ＨＳは、その両面側のフィルムを接着するために、熱により溶融する粘着性を有する材料からなるフィルム状の部材で構成されている。このヒートシール部ＨＳは、中間製品Ｐが金型２１０中を通る過程においては、プレヒータ４００による予備加熱やヒータ２１６による加熱によって軟化または溶融した状態となっている。そのため、ヒートシール部ＨＳの端縁付近について両面側から金型を接触させる構成を採用した場合には、ヒートシール部ＨＳの両面側のフィルムを介し、ヒートシール部ＨＳの端縁から軟化または溶融した粘着物が絞り出されてしまう虞がある。この場合には、粘着物が金型に付着してしまい、搬送不良や成形不良の原因となってしまう。

そこで、本実施例に係る金型２１０においては、搬送する中間製品Ｐにおけるヒートシール部ＨＳの端縁よりも内側の位置でのみ中間製品Ｐに対して両面側から接触させる構造を採用している。例えば、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ヒートシール部ＨＳの端縁付近が通る位置においては、ヒートシール部ＨＳの端縁から外型２１３や内型２１４の表面まで十分な距離が確保されるように構成されている。なお、当該距離に関しては、中間製品Ｐの寸法誤差や搬送位置の誤差等を考慮して、適宜設定すればよい。また、図５中の（ｄ）の段階では、図６（ｄ）に示すように、ヒートシール部ＨＳの端縁が内型２１４の表面には接するものの、当該端縁から外型２１３の表面まで十分な距離が確保されるように構成されている。更に、図６中の（ｅ）の段階では、図６（ｅ）に示すように、内型２１４は存在せず、かつヒートシール部ＨＳの端縁は外型２１３の表面まで十分な距離が確保されるように構成されている。なお、図６（ｄ）の内型２１４において、折り曲げ線Ｌを規定する図中の右側先端が最も重要な成形面である。ヒートシール部ＨＳの端縁よりも左側にはみ出た部分は、内型２１４を所定位置に支持するための取付部であるが、搬送方向Ｘの上流側（図６（ｃ）側）からの支持が十分な強度を有していれば、内型２１４の図中左側の部分を切り欠いて、ヒートシール部ＨＳの端縁と接しない構成にすることも可能である。

以上のように、中間製品Ｐにおけるヒートシール部ＨＳの端縁付近においては、その両面側から金型により圧迫されることはない。従って、ヒートシール部ＨＳが軟化または溶融した状態になっていても、粘着物が端縁側に絞り出されるようにして押し出されてしまうことが抑制される。なお、上記の例では、一対の外型２１３及び内型２１４により、一度に１８０°まで折り曲げているが、金型を適宜に分割構造としたり、多段階に分けて折り曲げるようにしてもよく、また、折り曲げ線を複数本で構成したり、断面視で曲線となるように折り曲げてもよい。

＜加熱機構（熱交換機構）＞
特に、図１を参照して、加熱機構３００について説明する。上記の通り、加熱機構３０
０は、一対の回転機構３００ａ，３００ｂを備えている。これら回転機構３００ａと回転機構３００ｂは、同様の構成であり、中間製品Ｐの搬送方向Ｘの上流側に設けられる従動スプロケット３１１と、下流側に設けられる駆動スプロケット３１２と、これら従動スプロケット３１１と駆動スプロケット３１２によって図１中矢印Ｒ方向に回転する無端状のチェーン３２０とを備えている。

チェーン３２０には、複数の加熱ブロック３３０が取り付けられている。これらの加熱ブロック３３０は、略直方体の部材により構成されており、中間製品Ｐに接する面が平面で構成されている。また、回転機構３００ａ，３００ｂには、チェーン３２０の外側から加熱ブロック３３０を加熱するヒータ３４０が備えられている。これにより、チェーン３２０が図１中矢印Ｒ方向に回転する過程で、各加熱ブロック３３０は、ヒータ３４０によって加熱された後に、中間製品Ｐに接し、中間製品Ｐの折り曲げ部分Ｐ１を加熱した後に、再び、ヒータ３４０により加熱される。

さらに、回転機構３００ａ，３００ｂには、チェーン３２０の内側に、磁力による反発力を利用して、加熱ブロック３３０を中間製品Ｐ側に押し付ける押圧力を生じさせるための磁力反発レール３５０も設けられている。

以上の構成により、折り曲げ加工機構２００によって、両サイドが折り畳まれた中間製品Ｐは、回転機構３００ａ側の複数の加熱ブロック３３０と、回転機構３００ｂ側の複数の加熱ブロック３３０によって、中間製品Ｐの折り曲げ部分Ｐ１が挟持されながら搬送され、かつ加熱される。

ただし、加熱機構３００に関しては、上記のような構成に限らず、中間製品Ｐの折り曲げ部分Ｐ１を挟持しながら加熱可能であれば、適宜の構成を採用し得る。また、プレヒータ４００についても、この加熱機構３００と同様の構成を採用し得る。

なお、加熱機構３００を通過した後、中間製品Ｐは、搬送機構の終端となる不図示のパウチスタッカーに集積される。中間製品Ｐは、集積の前に折り曲げ部分Ｐ１を冷却しておくのが好適である。そのような冷却機構としては任意の構成を採用し得るが、例えば、加熱機構３００（熱交換機構）において、ヒータ３４０の代わりに、冷却水や冷却ガスなどの冷却媒体を流すクーラーや冷却ファンなどの冷却装置を適用し、加熱ブロック３３０に相当する部品を冷却するように構成すれば、中間製品Ｐの折り曲げ部分Ｐ１が挟持されながら搬送され、かつ冷却されるようにすることができる。なお、折り曲げ加工機構２００による加工後、加熱機構３００を介さず直ちに折り曲げ部分Ｐ１を冷却してもよい。

＜本実施例に係る折り曲げ加工装置及び折り曲げ加工方法の優れた点＞
本実施例によれば、パウチの中間製品Ｐを搬送しながら、当該中間製品Ｐに対して折り曲げ加工を施すことができるため、生産性が高い。また、金型２１０に設けられた隙間（型本体（外型２１３及び内型２１４）に設けられた隙間）に中間製品Ｐの端部を通過させるだけで、折り曲げ加工を施すことができ、装置の構成も簡易なもので済む。

また、本実施例に係る金型２１０においては、搬送する中間製品Ｐにおけるヒートシール部ＨＳの端縁よりも内側の位置でのみ中間製品Ｐに対して両面側から接触させる構造を採用している。これにより、ヒートシール部ＨＳが軟化または溶融した状態になっていても、粘着物がヒートシール部ＨＳの端縁側に絞り出されるようにして押し出されてしまうことが抑制される。従って、金型に粘着物が付着してしまうことを抑制でき、搬送不良や成形不良を抑制することができる。

＜その他＞
上記実施例においては、折り曲げ加工の対象となるフィルム状部材の例として、パウチの場合を挙げて説明したが、本発明は、その他のフィルム状部材についても適用可能である。また、本実施例においては、両サイドに対称の折り曲げ加工を行う場合を示したが、そのような場合に限らず、本発明は片方だけを折り曲げる場合にも適用可能である。

１００ パウチフィーダー
２００ 折り曲げ加工機構
２１０ 金型
２１１ 上フレーム
２１２ 下フレーム
２１３ 外型
２１３ａ テフロン部
２１４ 内型
２１４ａ テフロン部
２１５ 搬送ガイド
２１６ ヒータ
２２０ 搬送ローラ
３００ 加熱機構
３００ａ，３００ｂ 回転機構
３１１ 従動スプロケット
３１２ 駆動スプロケット
３２０ チェーン
３３０ 加熱ブロック
３４０ ヒータ
３５０ 磁力反発レール
４００ プレヒータ
Ｋ 空間部
Ｌ 折り曲げ線
Ｐ 中間製品

Claims (3)

1. ヒートシール部を備えたフィルム状部材を前記ヒートシール部の端縁と平行に搬送する搬送機構と、
   加熱されながら前記搬送機構によって搬送されるフィルム状部材に対して、該フィルム状部材の搬送方向と平行な折り曲げ線にて、該ヒートシール部の内側の部位を折り曲げる金型と、
   を備えるフィルム状部材の折り曲げ加工装置であって、
   前記金型は、搬送するフィルム状部材の前記ヒートシール部が通過する隙間を有しており、該隙間の位置が前記搬送方向の上流側から下流側に向かって変化するように構成されることによって、搬送するフィルム状部材に折り曲げ加工を施すように構成されると共に、
   前記金型は、搬送するフィルム状部材における前記ヒートシール部の端縁よりも内側の位置でのみ該フィルム状部材に対して両面側から接触させる構造であることを特徴とするフィルム状部材の折り曲げ加工装置。
2. 前記金型は、
   フィルム状部材の折り曲げ方向の外側に設けられる外型と、
   フィルム状部材の折り曲げ方向の内側に設けられる内型と、
   を備え、
   これら外側と内型との間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状部材の折り曲げ加工装置。
3. ヒートシール部を備えたフィルム状部材を前記ヒートシール部の端縁と平行に加熱しながら搬送させつつ、該フィルム状部材の搬送方向と平行な折り曲げ線にて、前記ヒートシール部の内側の部位に折り曲げ加工を施す、フィルム状部材の折り曲げ加工方法であって、
   前記搬送方向の上流側から下流側に向かって、その位置が変化する隙間を有する金型を、フィルム状部材の搬送経路内に設置しておき、
   フィルム状部材の前記ヒートシール部が前記隙間を通過するように、該フィルム状部材を搬送させることによって、前記隙間の位置の変化に伴って、該フィルム状部材に折り曲げ加工を施すもので、折り曲げ加工時には、搬送するフィルム状部材における前記ヒートシール部の端縁よりも内側の位置でのみ該フィルム状部材に対して両面側から金型を接触させることを特徴とするフィルム状部材の折り曲げ加工方法。

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