JPWO2004092017A1 - 包装体の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Abstract
製造装置１の回転ローラ１３，１４は、表面に形成された窪み部１３１，１４１内にシート２３，２４の一部を吸引して凹部２１１，２２１を形成するとともに、シート２３，２４を挟持して溶着する。回転ローラ１３，１４の外部には加熱装置１６が設置されている。回転ローラ１３，１４のシート挟持部分近傍に配置された充填ノズル１７１からは、充填物が凹部２１１，２２１に供給される。さらに、回転ローラ１３，１４の後段に配置される切断手段１８は、表面から打ち抜き刃が突出した一対のローラ１８１を備えている。
Description
本発明は、包装体の製造方法及び製造装置に関する。
従来、粘性調味料、液状の薬品等の流動性物質を充填するための包装体が知られている。このような包装体の製造方法としては、例えば特許第２８２４３３７号に記載されるようなものが知られている。
この製造方法は、複数個の容器を把持した容器ホルダを搬送して容器に充填物を充填し、密封を行うものである。しかしながら、このような製造方法では、容器に充填物を充填している間、容器の搬送を停止しなければならず、流れが間欠的になってしまうという問題点があった。また、容器満杯に充填物を充填した場合には、搬送時に充填物があふれ出るおそれがあった。
そこで、以上の問題を解決するために、特開平１１−１８０４０１号公報および特開平９−２２６７０８号公報に記載されるような製造方法が提案されている。この製造方法は、連続移送される筒状のフィルムを横シール機構によりシールして充填物を充填する方法である。
しかしながら、特許文献２及び特許文献３に記載されるような製造方法では、フィルムを予め筒状にしなければならず、平坦な幅広の一対のシート同士から包装体を形成することができないという問題がある。
この製造方法は、複数個の容器を把持した容器ホルダを搬送して容器に充填物を充填し、密封を行うものである。しかしながら、このような製造方法では、容器に充填物を充填している間、容器の搬送を停止しなければならず、流れが間欠的になってしまうという問題点があった。また、容器満杯に充填物を充填した場合には、搬送時に充填物があふれ出るおそれがあった。
そこで、以上の問題を解決するために、特開平１１−１８０４０１号公報および特開平９−２２６７０８号公報に記載されるような製造方法が提案されている。この製造方法は、連続移送される筒状のフィルムを横シール機構によりシールして充填物を充填する方法である。
しかしながら、特許文献２及び特許文献３に記載されるような製造方法では、フィルムを予め筒状にしなければならず、平坦な幅広の一対のシート同士から包装体を形成することができないという問題がある。
本発明の主な目的は、満杯に充填物を充填することができ、連続的に成形することができ、さらには、平坦な幅広のシートから包装体を形成することができる製造方法及び製造装置を提供することである。
本発明の製造方法は、凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造方法であって、表面に前記凹部に対応した窪み部が形成された一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面に前記一対の成形体の原反となるシートを連続的に供給するシート供給工程と、前記シートと回転ローラとが接触する前又は接触した後において、回転ローラの外部に配置された加熱装置により前記シートを加熱する加熱工程と、前記回転ローラの窪み部に接続された真空吸引手段により生じる吸引力で窪み部内にシートの一部を吸引し、前記凹部を形成する凹部形成工程と、この凹部形成工程で形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により挟持して溶着する溶着工程と、前記一対の回転ローラ（シールローラ）の前記シート挟持部分近傍に配置された充填ノズルにより、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分が前記一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分が前記一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填工程と、一対のローラ（切断ローラ）と、このローラ表面から突出するとともに、前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有する切断手段により、前記溶着工程で溶着されたシートの溶着部分を切断する切断工程とを備えていることを特徴とする。
本発明では、一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面で各シートに凹部を形成するとともに、この回転ローラによりシートを挟持することで、シートを互いに溶着しているため、シートを予め筒状等に成形する必要がなく、幅広のシートから包装体を成形することができる。
また、本発明の製造方法では、回転ローラ（シールローラ）の回転に伴い凹部のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部同士が対向配置された後、後端側部分が挟持されて溶着する。このように、回転ローラの回転に伴って包装体を連続的に成形することができるので、製造スピードを向上させることができる。
さらに、ローラ（切断ローラ）表面に抜き打ち刃が形成された切断手段を用いているため、フィルムの供給速度に応じて切断手段のローラを回転させることで、包装体の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
また、本発明の製造方法では、凹部に充填物を供給した後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を回転ローラ（シールローラ）により溶着する構成であるため、充填物を充填した後、凹部はすぐに完全密閉されるか、あるいは完全に密閉されなくても流れ方向外周が溶着されることとなる。従って、凹部内の充填物が後工程においてこぼれる可能性がなく、これにより凹部内に満杯に充填物を供給することができる。
さらに、本発明の製造方法では、回転ローラ（シールローラ）近傍に配置された充填ノズルにより充填物を充填しており、充填物供給時に充填物がこぼれてしまうことを防止できる。
本発明では、シートと回転ローラ（シールローラ）とが接触する前又は接触した後において回転ローラの外部からシートを加熱しており、シートを凹部成形に応じた温度に加熱することができる。加熱装置を凹部成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ外部からシートを加熱する構成であるため、回転ローラの窪み部にシートに形成された凹部が溶着してしまうことがなく、回転ローラの窪み部から凹部を容易に剥離させることができる。
また、回転ローラ（シールローラ）の外部からシートを加熱することで、シートの溶着部分を暖めることができ、確実に溶着させることができる。
さらに、本発明の製造方法により製造される包装体は、一対の成形体の凹部と、フランジ部とを対向配置させたものであり、フランジ部を中心として上下略対称構造となっている。したがって、本発明の製造方法では、意匠性の高い包装体を製造することができる。
なお、包装体の凹部の形状は、任意であり、例えば、凹部を対向配置させた形状を球状、四角形状、ハート型等とすることが可能である。
溶着用の回転ローラ（シールローラ）は一対でもよく、複数対であってもよい。すなわち、一対のローラだけでも凹部の先端側と後端側とを同時にシールすることもできる。複数のローラで包装体本体部分と後端側の充填部分とを別個にシールしてもよい。すなわち、シールに際しては包装体の外周を一度にシールするのではなく、一部を残しておき充填物の充填に用い、その後下流の他のローラで当該充填部分を改めてシールするようにしてもよい。
すなわち、本発明の製造方法では、凹部よりもシート供給方向後端部分の溶着は、回転ローラ（シールローラまたは成形ローラと兼用のシールローラ）により、充填物の充填後に完全シールすることができる。一方、他の方法として次のような手順を採用することができる。
本発明の製造方法において、前記溶着工程は、前記充填工程の前に、前記凹部の外周部のうち充填物を充填するための部分を除いて溶着する一次溶着工程と、前記充填工程の後に、前記充填物を充填するための部分を溶着する二次溶着工程と、を備えることが望ましい。
このような一次溶着と二次溶着とを行うために、シート供給方向の上流側と下流側との２つの回転ローラを用いることができる。
この構成においては、一次溶着工程で先ず包装体の外周部の溶着を行うが、充填物を充填するための部分は未溶着とする。そして、充填工程において凹部には充填物が充填される。この際、例えば、先行する一次溶着工程用の回転ローラと続く二次溶着用の回転ローラとの間の領域に充填ノズルの先端を配置し、一次溶着工程から送り出されたシートに形成された容器内に充填物を充填する。これにより、充填物は、一次溶着工程により一部を除き溶着されて形成された容器内に充填されるが、この容器は未溶着の部分があるため、充填物は完全に密閉されず、未溶着の部分にも充満した状態となる。続いて、二次溶着工程において、包装体の未溶着の部分の溶着が行われる。この際、未溶着の部分には充填物があり、充填物を遮断するように溶着が行われる。
これにより、充填物以外に空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
本発明の製造方法において、前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、このフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、前記加熱工程においてシートを加熱する前に、前記一対の回転ローラの前段に配置された切込み形成手段により、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成する切込み形成工程を備えていることが好ましい。
切込み形成工程を設けることで、本発明の製造方法により製造される包装体を開封しやすいものとすることができる。例えば、非溶着部の外側（包装体の外側）から切込みが形成されている場合には、ユーザが切込みから他方の成形体側に非溶着部を折り曲げると、包装体が破断され、これにより充填物を取り出すことができる。
本発明の製造装置は、凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造装置であって、前記一対の成形体の原反である一対のシートを連続的に供給するシート供給手段と、前記凹部に対応して表面に形成されるとともに、真空吸引手段が接続された窪み部内に、前記真空吸引手段により生じる吸引力で前記シート供給手段により供給されたシートの一部を吸引して前記凹部を形成する一対の回転ローラ（成形ローラ）と、前記凹部よりもシート供給方向先端側部分を挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）と、前記溶着を行う回転ローラの外部に配置され、前記シートとこの回転ローラとが接触する前又は接触した後において、この回転ローラの外部から前記シートを加熱する加熱装置と、前記溶着を行う回転ローラ（シールローラ）の前記シート挟持部分近傍に配置され、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分が前記この回転ローラにより溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分がこの回転ローラにより溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填ノズルと、前記一対の回転ローラの後段に配置され、前記シートの溶着部分を切断する切断手段とを備え、前記切断手段は、一対のローラ（切断ローラ）と、このローラの表面から突出しかつ前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有するものであることを特徴とする。
本発明では、一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面で各シートに凹部を形成するとともに、回転ローラ（シールローラ）によりシートを挟持することで、溶着する構成となっているので、シートを予め筒状等に成形する必要がなく、平坦な幅広の一対のシートから包装体を成形することができる。
また、本発明の製造装置では、回転ローラ（シール）の回転に伴い凹部のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部同士が対向配置された後、シート供給方向後端側部分が挟持されて溶着する。このように、回転ローラの回転に伴って包装体を連続的に成形することができるので、製造スピードを向上させることができる。
切断手段は、ローラ（切断ローラ）表面に抜き打ち刃が形成されたものであるため、シートの供給速度に応じて切断手段のローラを回転させることで、包装体の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
また、本発明の製造装置は、凹部に充填物を供給した後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着する構成であるため、充填物を充填した後、凹部はすぐに完全密閉されるか、あるいは完全に密閉されなくても流れ方向外周が溶着されることとなる。従って、凹部内の充填物がこぼれる可能性がなく、これにより凹部内に満杯に充填物を供給することができる。
さらに、充填ノズルは、回転ローラ（シールローラ）のシート挟持部分近傍に配置されているため、凹部に充填物を供給する際に充填物がこぼれてしまうことを防止できる。更に、凹部の成形時に凹部へ充填ノズルを挿入できるようにすることで、ノズルが太くても容器内に深く挿入することができ、粘度の大きな充填物にも対応を容易にできる。
また、本発明では、シートと回転ローラ（シールローラ）とが接触する前又は接触した後においてこの回転ローラの外部からシートを加熱しており、シートを凹部成形に応じた温度に加熱することができる。このため、成形ローラとシールローラとを一つの回転ローラで兼用する構成において、加熱装置を凹部成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ（成形用およびシール用）の外部からシートを加熱する構成であるため、この回転ローラの窪み部にシートに形成された凹部が溶着してしまうことがなく、窪み部から凹部を容易に剥離することができる。
また、回転ローラの外部からシートを加熱することで、シートの溶着部分を暖めることができ、確実に溶着させることができる。
本発明の製造装置において、前記シートを挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラは、前記シートの流れ方向上流側に設けられて前記充填ノズルによる充填部分を残して前記シートを溶着する一対の回転ローラと、この回転ローラよりも前記シートの流れ方向下流側に設けられて前記シートの充填部分を溶着する一対の回転ローラとを含むことが望ましい。
この構成により、前述した本発明の製造方法における一次溶着工程と二次溶着工程とが容易に実現でき、未溶着部分からの充填物の充填およびその後の溶着による完全密封が簡単かつ確実に実現できる。
特に、一次溶着のための回転ローラと二次溶着のための回転ローラを用いるとともに、一次溶着のための回転ローラの未溶着部分の隙間を確保し、充填ノズルを挿通させることにより、充填ノズルの先端を先行する一次溶着工程用の回転ローラと続く二次溶着用の回転ローラとの間の領域に充填ノズルの先端を配置し、一次溶着工程から送り出されたシートに形成された容器内に充填物を充填する。これにより、充填物は、一次溶着工程により一部を除き溶着されて形成された容器内に充填されるが、この容器は未溶着の部分があるため、充填物は完全に密閉されず、未溶着の部分にも充満した状態となる。続いて、二次溶着工程において、包装体の未溶着の部分の溶着が行われる。この際、未溶着の部分には充填物があり、充填物を遮断するように溶着が行われる。
これにより、充填物以外に空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
本発明の製造装置において、前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、この他方の成形体のフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、前記一対の回転ローラの前段には、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成するための切込み形成手段が配置されていることが好ましい。
本発明の製造装置では、回転ローラの前段に切込みを形成するための切込み形成手段が配置されているので、包装体製造工程において、切込みを形成することができる。
なお、非溶着部の外側から切込みが形成されている場合には、ユーザが切込みから他方の成形体側に非溶着部を折り曲げると、包装体が破断され、これにより充填物を取り出すことができる。
本発明の製造方法は、凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造方法であって、表面に前記凹部に対応した窪み部が形成された一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面に前記一対の成形体の原反となるシートを連続的に供給するシート供給工程と、前記シートと回転ローラとが接触する前又は接触した後において、回転ローラの外部に配置された加熱装置により前記シートを加熱する加熱工程と、前記回転ローラの窪み部に接続された真空吸引手段により生じる吸引力で窪み部内にシートの一部を吸引し、前記凹部を形成する凹部形成工程と、この凹部形成工程で形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により挟持して溶着する溶着工程と、前記一対の回転ローラ（シールローラ）の前記シート挟持部分近傍に配置された充填ノズルにより、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分が前記一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分が前記一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填工程と、一対のローラ（切断ローラ）と、このローラ表面から突出するとともに、前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有する切断手段により、前記溶着工程で溶着されたシートの溶着部分を切断する切断工程とを備えていることを特徴とする。
本発明では、一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面で各シートに凹部を形成するとともに、この回転ローラによりシートを挟持することで、シートを互いに溶着しているため、シートを予め筒状等に成形する必要がなく、幅広のシートから包装体を成形することができる。
また、本発明の製造方法では、回転ローラ（シールローラ）の回転に伴い凹部のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部同士が対向配置された後、後端側部分が挟持されて溶着する。このように、回転ローラの回転に伴って包装体を連続的に成形することができるので、製造スピードを向上させることができる。
さらに、ローラ（切断ローラ）表面に抜き打ち刃が形成された切断手段を用いているため、フィルムの供給速度に応じて切断手段のローラを回転させることで、包装体の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
また、本発明の製造方法では、凹部に充填物を供給した後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を回転ローラ（シールローラ）により溶着する構成であるため、充填物を充填した後、凹部はすぐに完全密閉されるか、あるいは完全に密閉されなくても流れ方向外周が溶着されることとなる。従って、凹部内の充填物が後工程においてこぼれる可能性がなく、これにより凹部内に満杯に充填物を供給することができる。
さらに、本発明の製造方法では、回転ローラ（シールローラ）近傍に配置された充填ノズルにより充填物を充填しており、充填物供給時に充填物がこぼれてしまうことを防止できる。
本発明では、シートと回転ローラ（シールローラ）とが接触する前又は接触した後において回転ローラの外部からシートを加熱しており、シートを凹部成形に応じた温度に加熱することができる。加熱装置を凹部成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ外部からシートを加熱する構成であるため、回転ローラの窪み部にシートに形成された凹部が溶着してしまうことがなく、回転ローラの窪み部から凹部を容易に剥離させることができる。
また、回転ローラ（シールローラ）の外部からシートを加熱することで、シートの溶着部分を暖めることができ、確実に溶着させることができる。
さらに、本発明の製造方法により製造される包装体は、一対の成形体の凹部と、フランジ部とを対向配置させたものであり、フランジ部を中心として上下略対称構造となっている。したがって、本発明の製造方法では、意匠性の高い包装体を製造することができる。
なお、包装体の凹部の形状は、任意であり、例えば、凹部を対向配置させた形状を球状、四角形状、ハート型等とすることが可能である。
溶着用の回転ローラ（シールローラ）は一対でもよく、複数対であってもよい。すなわち、一対のローラだけでも凹部の先端側と後端側とを同時にシールすることもできる。複数のローラで包装体本体部分と後端側の充填部分とを別個にシールしてもよい。すなわち、シールに際しては包装体の外周を一度にシールするのではなく、一部を残しておき充填物の充填に用い、その後下流の他のローラで当該充填部分を改めてシールするようにしてもよい。
すなわち、本発明の製造方法では、凹部よりもシート供給方向後端部分の溶着は、回転ローラ（シールローラまたは成形ローラと兼用のシールローラ）により、充填物の充填後に完全シールすることができる。一方、他の方法として次のような手順を採用することができる。
本発明の製造方法において、前記溶着工程は、前記充填工程の前に、前記凹部の外周部のうち充填物を充填するための部分を除いて溶着する一次溶着工程と、前記充填工程の後に、前記充填物を充填するための部分を溶着する二次溶着工程と、を備えることが望ましい。
このような一次溶着と二次溶着とを行うために、シート供給方向の上流側と下流側との２つの回転ローラを用いることができる。
この構成においては、一次溶着工程で先ず包装体の外周部の溶着を行うが、充填物を充填するための部分は未溶着とする。そして、充填工程において凹部には充填物が充填される。この際、例えば、先行する一次溶着工程用の回転ローラと続く二次溶着用の回転ローラとの間の領域に充填ノズルの先端を配置し、一次溶着工程から送り出されたシートに形成された容器内に充填物を充填する。これにより、充填物は、一次溶着工程により一部を除き溶着されて形成された容器内に充填されるが、この容器は未溶着の部分があるため、充填物は完全に密閉されず、未溶着の部分にも充満した状態となる。続いて、二次溶着工程において、包装体の未溶着の部分の溶着が行われる。この際、未溶着の部分には充填物があり、充填物を遮断するように溶着が行われる。
これにより、充填物以外に空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
本発明の製造方法において、前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、このフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、前記加熱工程においてシートを加熱する前に、前記一対の回転ローラの前段に配置された切込み形成手段により、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成する切込み形成工程を備えていることが好ましい。
切込み形成工程を設けることで、本発明の製造方法により製造される包装体を開封しやすいものとすることができる。例えば、非溶着部の外側（包装体の外側）から切込みが形成されている場合には、ユーザが切込みから他方の成形体側に非溶着部を折り曲げると、包装体が破断され、これにより充填物を取り出すことができる。
本発明の製造装置は、凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造装置であって、前記一対の成形体の原反である一対のシートを連続的に供給するシート供給手段と、前記凹部に対応して表面に形成されるとともに、真空吸引手段が接続された窪み部内に、前記真空吸引手段により生じる吸引力で前記シート供給手段により供給されたシートの一部を吸引して前記凹部を形成する一対の回転ローラ（成形ローラ）と、前記凹部よりもシート供給方向先端側部分を挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）と、前記溶着を行う回転ローラの外部に配置され、前記シートとこの回転ローラとが接触する前又は接触した後において、この回転ローラの外部から前記シートを加熱する加熱装置と、前記溶着を行う回転ローラ（シールローラ）の前記シート挟持部分近傍に配置され、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分が前記この回転ローラにより溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分がこの回転ローラにより溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填ノズルと、前記一対の回転ローラの後段に配置され、前記シートの溶着部分を切断する切断手段とを備え、前記切断手段は、一対のローラ（切断ローラ）と、このローラの表面から突出しかつ前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有するものであることを特徴とする。
本発明では、一対の回転ローラ（成形ローラ）の表面で各シートに凹部を形成するとともに、回転ローラ（シールローラ）によりシートを挟持することで、溶着する構成となっているので、シートを予め筒状等に成形する必要がなく、平坦な幅広の一対のシートから包装体を成形することができる。
また、本発明の製造装置では、回転ローラ（シール）の回転に伴い凹部のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部同士が対向配置された後、シート供給方向後端側部分が挟持されて溶着する。このように、回転ローラの回転に伴って包装体を連続的に成形することができるので、製造スピードを向上させることができる。
切断手段は、ローラ（切断ローラ）表面に抜き打ち刃が形成されたものであるため、シートの供給速度に応じて切断手段のローラを回転させることで、包装体の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
また、本発明の製造装置は、凹部に充填物を供給した後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を少なくとも一対の回転ローラ（シールローラ）により溶着する構成であるため、充填物を充填した後、凹部はすぐに完全密閉されるか、あるいは完全に密閉されなくても流れ方向外周が溶着されることとなる。従って、凹部内の充填物がこぼれる可能性がなく、これにより凹部内に満杯に充填物を供給することができる。
さらに、充填ノズルは、回転ローラ（シールローラ）のシート挟持部分近傍に配置されているため、凹部に充填物を供給する際に充填物がこぼれてしまうことを防止できる。更に、凹部の成形時に凹部へ充填ノズルを挿入できるようにすることで、ノズルが太くても容器内に深く挿入することができ、粘度の大きな充填物にも対応を容易にできる。
また、本発明では、シートと回転ローラ（シールローラ）とが接触する前又は接触した後においてこの回転ローラの外部からシートを加熱しており、シートを凹部成形に応じた温度に加熱することができる。このため、成形ローラとシールローラとを一つの回転ローラで兼用する構成において、加熱装置を凹部成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ（成形用およびシール用）の外部からシートを加熱する構成であるため、この回転ローラの窪み部にシートに形成された凹部が溶着してしまうことがなく、窪み部から凹部を容易に剥離することができる。
また、回転ローラの外部からシートを加熱することで、シートの溶着部分を暖めることができ、確実に溶着させることができる。
本発明の製造装置において、前記シートを挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラは、前記シートの流れ方向上流側に設けられて前記充填ノズルによる充填部分を残して前記シートを溶着する一対の回転ローラと、この回転ローラよりも前記シートの流れ方向下流側に設けられて前記シートの充填部分を溶着する一対の回転ローラとを含むことが望ましい。
この構成により、前述した本発明の製造方法における一次溶着工程と二次溶着工程とが容易に実現でき、未溶着部分からの充填物の充填およびその後の溶着による完全密封が簡単かつ確実に実現できる。
特に、一次溶着のための回転ローラと二次溶着のための回転ローラを用いるとともに、一次溶着のための回転ローラの未溶着部分の隙間を確保し、充填ノズルを挿通させることにより、充填ノズルの先端を先行する一次溶着工程用の回転ローラと続く二次溶着用の回転ローラとの間の領域に充填ノズルの先端を配置し、一次溶着工程から送り出されたシートに形成された容器内に充填物を充填する。これにより、充填物は、一次溶着工程により一部を除き溶着されて形成された容器内に充填されるが、この容器は未溶着の部分があるため、充填物は完全に密閉されず、未溶着の部分にも充満した状態となる。続いて、二次溶着工程において、包装体の未溶着の部分の溶着が行われる。この際、未溶着の部分には充填物があり、充填物を遮断するように溶着が行われる。
これにより、充填物以外に空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
本発明の製造装置において、前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、この他方の成形体のフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、前記一対の回転ローラの前段には、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成するための切込み形成手段が配置されていることが好ましい。
本発明の製造装置では、回転ローラの前段に切込みを形成するための切込み形成手段が配置されているので、包装体製造工程において、切込みを形成することができる。
なお、非溶着部の外側から切込みが形成されている場合には、ユーザが切込みから他方の成形体側に非溶着部を折り曲げると、包装体が破断され、これにより充填物を取り出すことができる。
図１は本発明の実施形態にかかる包装体を示す斜視図である。
図２は前記包装体の断面図である。
図３は本発明の製造装置を示す模式図である。
図４は本発明の製造装置の一部を示す模式図である。
図５は前記包装体の変形例を示す斜視図である。
図６は前記製造装置の変形例を示す模式図である。
図２は前記包装体の断面図である。
図３は本発明の製造装置を示す模式図である。
図４は本発明の製造装置の一部を示す模式図である。
図５は前記包装体の変形例を示す斜視図である。
図６は前記製造装置の変形例を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［包装体の構成］
図１には、本実施形態の製造装置１（図３参照）により製造される包装体２が示されている。
この包装体２は、例えば、粘性調味料、液体状の薬品等の流体状の物質や、顆粒状の物質などの充填物９（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）等を密封収納するものである。
図２（Ａ）にも示すように、包装体２は、凹部２１１，２２１を有する一対の成形体２１，２２を備えている。一対の成形体２１，２２の凹部２１１，２２１は互いに向き合わせて配置されており、凹部２１１，２２１の周縁部に形成されたフランジ部２１２，２２２は溶着されている。凹部２１１，２２１の形状は本実施形態では、断面略半楕円形状であり、凹部２１１，２２１を対向配置させた形状は断面略楕円形形状となっている。
また、本実施形態では、フランジ部２１２，２２２の外形形状は、矩形形状となっている。
一方の成形体２１の凹部２１１のフランジ部２１２側の一部は、他方の成形体２２のフランジ部２２２と対向配置し、このフランジ部２２２に溶着しない非溶着部２１１Ａとなっている。
この非溶着部２１１Ａの包装体外側面には、この非溶着部２１１Ａを跨るように切込み２１１Ｂが形成されている。
以上のような一方の成形体２１は、包装体２の外側から凹部２１１をつぶす方向に手で把持した際に、変形しない程度の硬さを有する硬質材料から構成されている。例えば、一方の成形体２１はポリスチレンを主成分とする多層構造のシートから構成されており、充填物９と接する内側の層は、低密度ポリエチレンとなっている。
他方の成形体２２は把持力により変形する可撓性材料から構成されている。例えば、ポリエチレンを主成分とする多層構造のシートから構成されており、流動性物質と接する内側の層は、直鎖状低密度ポリエチレンとなっている。
このような包装体２から充填物９を取り出す場合には、非溶着部２１１Ａを他方の成形体２２側に折り曲げる。すると、切込み２１１Ｂが破断されて開口が形成される。そして、他方の成形体２２の凹部２２１を把持し、押しつぶすと、把持力が作用することにより他方の成形体２２の凹部２２１は徐々に反転し、図２（Ｂ）に示すように、充填物９がすべて取り出された時点では、他方の成形体２２の凹部２２１は一方の成形体２１の凹部２１１に密着する。このことにより内部の充填物９を完全に排出させることができる。
［製造装置の構成］
次に、図３，図４を参照して、以上のような包装体２を製造するための製造装置１について説明する。
この製造装置１は、成形体２１，２２の原反となる一対のシート２３，２４をそれぞれ連続的に供給する一対のシート供給手段１１と、切込み形成手段１２と、一対の回転ローラ１３，１４と、加熱装置１６と、充填装置１７と、切断手段１８と、回収装置１９とを備えたものである。なお、本実施形態の一対の回転ローラ１３，１４は、本発明における成形ローラとシールローラとを兼ねるものである。
シート供給手段１１は、それぞれ、送りローラ１１１を備えており、送りローラ１１１の回転に伴い、シート２３，２４がそれぞれ、回転ローラ１３，１４の表面に供給される。
切込み形成手段１２は、前述した切込み２１１Ｂを形成するものであり、回転ローラ１３の前段に配置されている。この切込み形成手段１２は、切込み２１１Ｂを形成するための刃１２１と、この刃１２１を受けるための受け部１２２とを備えている。刃１２１は、シート２３の包装体外側となる側に配置され、受け部１２２はこのシート２３を挟んで刃１２１と反対側に配置されている。
一方の成形体２１の原反となるシート２３が供給される回転ローラ１３は、金属製のローラであり、その外周には凹部２１１に応じた窪み部１３１が複数個所定間隔で形成されている。この窪み部１３１は、回転ローラ１３の回転中心に向かって窪んだものであり、窪み部１３１の底部には、回転ローラ１３の回転中心方向に延びる通気孔１３２が形成されている。この通気孔１３２は、回転ローラ１３の回転軸を通る管１３３に連通しており、この管１３３は、真空吸引手段である真空ポンプ１３４に接続されている。
他方の成形体２２の原反となるシート２４が供給される回転ローラ１４も回転ローラ１３と同様に、金属製のものであり、その外周には凹部２２１に応じた窪み部１４１が複数個所定間隔で形成されている。そして、回転ローラ１３と同様に、窪み部１４１の底部に通気孔１３２が形成され、この通気孔１３２は、回転ローラ１４の回転軸を通る管１３３に連通しており、この管１３３は、真空ポンプ１３４に接続されている。
このような一対の回転ローラ１３，１４は対向配置されており、詳しくは後述するが、真空ポンプ１３４により生じる吸引力で、シート２３，２４の一部を窪み部１３１，１４１内に吸引し、凹部２１１，２２１を形成するとともに、シート２３，２４を挟持して溶着する。
また、回転ローラ１３，１４の内部には、図示しないが、例えばヒータ等の加熱装置が配置されており、この加熱装置により、回転ローラ１３，１４の表面が加熱されている。この加熱装置の加熱温度は、フランジ部２１２，２２２が溶着するのに適した温度、例えば、シート２３，２４の内側の層（互いに溶着される側の層）の融点以上に設定されている。
なお、以上のような回転ローラ１３，１４の回転速度は、シート供給手段１１によるシート供給速度に応じた速度となっている。
加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の外部（回転ローラ１３，１４の表面側）に配置されており、回転ローラ１３，１４に供給されたシート２３，２４を加熱するものである。この加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の長手方向に沿って設けられており、回転ローラ１３，１４の表面の一部、例えば、回転ローラ１３，１４の表面の１／４以上の面積を覆っている。従って、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４に接触したシート２３，２４を広い面積で加熱している。
この加熱装置１６の加熱温度は、シート２３，２４の一部を窪み部１３１に密着させ、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成するのに適した温度、例えば、シート２３，２４の軟化点に設定されている。
ここで、加熱装置１６としては、例えば、ヒータ等があげられる。
なお、本実施形態では、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の表面側に配置され、回転ローラ１３，１４に供給されたシート２３，２４を加熱するものとしたが、回転ローラ１３，１４に供給される前（回転ローラ１３，１４に接触する前）のシート２３，２４を加熱するようにしてもよい。すなわち、回転ローラ１３，１４と切込み形成手段１２との間に加熱装置を配置してもよい。この場合には、シート２３，２４を挟むように、シート２３，２４の両側に加熱装置を配置してもよく、また、シート２３，２４の一方の側にのみ加熱装置を配置してもよい。
充填装置１７は、シート２３，２４に形成された凹部２１１，２２１に充填物９を供給するものであり、充填ノズル１７１と、この充填ノズル１７１に充填物９を供給するためのポンプ１７２とを備えている。
この充填ノズル１７１は、回転ローラ１３，１４のシート挟持部分近傍に配置されており、その先端部は、凹部２１１，２２１に充填物９を充填する際に、凹部２１１，２２１の中心部分に位置する。
この充填ノズル１７１からは、シート２３，２４に形成された凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側部分が一対の回転ローラ１３，１４により溶着された後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側部分が一対の回転ローラ１３，１４により溶着されるまでの間に充填物９が凹部２１１，２２１に供給されることとなる。
また、充填ノズル１７１には、充填物９の供給量を調整するためのバルブ１７３が設けられている。
切断手段１８は、回転ローラ１３，１４の後段に配置されたものであり、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の下方に配置されている。
この切断手段１８は、一対のローラ１８１を備えている。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、このローラ１８１の表面には、凹部２１１，２２１を収納するための窪み部１８２が形成されている。また、この窪み部１８２が形成された部分の周囲には、ローラ１８１の表面から突出する環状の打ち抜き刃１８３が設けられている。この打ち抜き刃１８３の外形形状は、包装体２のフランジ部２１２，２２２の外形形状に対応している。
図４（Ｂ）に示すように、一対のローラ１８１の回転に伴い、打ち抜き刃１８３が対向配置することとなり、これにより、溶着された一対のシート２３，２４から包装体２のフランジ部２１２，２２２の外周部分が打ち抜かれる。
図３に示すように、打ち抜かれた包装体２は、切断手段１８の下方に配置されたレール１５０上に流れ、レール１５０先端に設置された回収箱１５１内に回収される。
なお、切断手段１８のローラ１８１の回転速度は、シート供給手段１１のシート供給速度に応じた速度となっている。
回収装置１９は、包装体２が打ち抜かれたシート２３，２４を巻き取り、回収するものであり、巻き取りローラ１９１を備えている。本実施形態では切断手段１８の下方に配置されている。
次に、以上のような製造装置１を用いて、包装体２を製造する方法について説明する。
まず、シート供給手段１１によりシート２３，２４を回転ローラ１３，１４に供給する（シート供給工程）。なお、シート２３，２４が回転ローラ１３，１４に到達する前に、切込み形成手段１２によりシート２３に所定間隔で切込み２１１Ｂが形成される（切り込み形成工程）。
回転ローラ１３，１４表面にシート２３，２４がそれぞれ供給されると、回転ローラ１３，１４内部に配置された加熱装置及び回転ローラ１３，１４外部に配置された加熱装置１６によりシート２３，２４が加熱される（加熱工程）。
さらに、真空ポンプ１３４の可動により回転ローラ１３，１４の窪み部１３１，１４１の通気孔１３２から窪み部１３１，１４１内の空気が吸気される。そして、真空ポンプ１３４により生じた吸引力によりシート２３，２４の一部が窪み部１３１，１４１内に吸引され、これにより凹部２１１，２２１が形成されることとなる（凹部形成工程）。
さらに、回転ローラ１３，１４の回転に伴い、まず凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持され溶着される。その後、凹部２１１，２２１が対向配置され、さらに、回転ローラ１３，１４の回転に伴い凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側の部分が挟持され、溶着されて凹部２１１，２２１が完全密封される（溶着工程）。
なお、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持された後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持されるまでの間に、凹部２１１，２２１に充填ノズル１７１から充填物９が供給される（充填工程）。なお、この充填は連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。
次に、溶着されたシート２３，２４は、切断手段１８に供給される。凹部２１１，２２１はローラ１８１に形成された窪み部１８２に収納され、凹部２１１，２２１周縁部（フランジ部２１２，２２２の外周）が打ち抜かれる（切断工程）。これにより包装体２を得ることができる。
そして、包装体２は、前述したように、回収箱１５１内に回収され、また、包装体２が打ち抜かれたシート２３，２４は回収装置１９に回収される。
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１−１）一対の回転ローラ１３，１４の表面で各シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成するとともに、回転ローラ１３，１４によりシート２３，２４を挟持することで、溶着する構成となっているので、シート２３，２４を予め筒状等に成形する必要がなく、幅広の平坦なシート２３，２４から包装体２を成形することができる。
（１−２）また、回転ローラ１３，１４の回転に伴い凹部２１１，２２１のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部２１１，２２１同士が対向配置された後、後端側部分が挟持されて溶着する。このように、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の回転に伴って包装体２を連続的に成形することができるため、製造スピードを向上させることができる。
（１−３）また、シート２３，２４から包装体２を打ち抜くための切断手段１８はローラ１８１表面に抜き打ち刃１８３が形成されたものであるため、シート２３，２４の供給速度に応じてローラ１８１を回転させることで、包装体２の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
（１−４）また、本実施形態では、凹部２１１，２２１に充填物９を供給した後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側部分を回転ローラ１３，１４により溶着する構成であるため、充填物９を充填した後、凹部２１１，２２１は、すぐに密閉されることとなる。従って、凹部２１１，２２１内の充填物９が後工程においてこぼれる可能性がなく、これにより凹部２１１，２２１内に満杯に充填物９を供給することができる。
（１−５）さらに、充填ノズル１７１は、回転ローラ１３，１４近傍に配置されているため、供給時に充填物９がこぼれてしまうことを防止できる。
（１−６）また、回転ローラ１３，１４の内部にのみ加熱装置を配置した場合、回転ローラ１３，１４内部の加熱装置では、窪み部１３１，１４１内のシート２３，２４を凹部２１１，２２１成形に応じた温度まで充分に加熱することが困難であり、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成することができない場合がある。
これに対し、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の外部に加熱装置１６を配置しているため、加熱装置１６により、シート２３，２４を凹部２１１，２２１成形に応じた温度に暖めることができ、凹部２１１，２２１を確実に成形することができる。また、加熱装置１６は回転ローラ１３，１４の外部に配置されているため、加熱装置１６を凹部２１１，２２１成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ１３，１４の窪み部１３１，１４１に凹部２１１，２２１が溶着してしまうことがなく、窪み部１３１，１４１から凹部２１１，２２１を容易に剥離させることができる。
また、回転ローラ１３，１４の外部に加熱装置１６を配置しているため、シート２３，２４の溶着部分も暖めることができ、確実に溶着させることができる。特に、本実施形態では、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の表面の１／４以上をも覆うような構造であるため、シート２３，２４の溶着部分を確実に暖めることができる。
（１−７）さらに、本実施形態で製造された包装体２は、凹部２１１，２２１と、フランジ部２１２，２２２とを対向配置させたものであり、フランジ部２１２，２２２を中心として上下略対称のものである。したがって、本実施形態の製造方法及び製造装置１では、意匠性の高い包装体２を得ることができる。
（１−８）本実施形態の製造装置１では、回転ローラ１３，１４の前段に切込み２１１Ｂを形成するための切込み形成手段１２が配置されているので、包装体製造工程において、切込み２１１Ｂを形成することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、製造装置１により製造される包装体２は、切込み２１１Ｂで非溶着部２１１Ａを切断し、開封するものであったが、本発明の製造装置は、このような開封方式の包装体２を製造するものに限られない。例えば、図５に示すように、一方の成形体４１と他方の成形体４２の溶着されたフランジ部４１２，４２２を引き剥がすことで、開封する方式の包装体４を製造する製造装置であってもよい。この包装体４のフランジ部４１２，４２２の隅部には、互いに溶着されていないタブ部４１２Ａ，４２２Ａが形成されており、このタブ部４１２Ａ，４２２Ａを把持し、引き剥がすことで、包装体４が開封される。
この場合には、切込み形成手段に変えて、製造装置にタブ部を形成するためのタブ部形成手段を設ければよい。
また、前記実施形態では、製造装置１は切込み形成手段１２を備えるものとしたが、切込み形成手段１２を備えない構成としてもよい。例えば、包装体を製造した後に別工程で切込みを形成する場合には、切込み形成手段１２は不要である。
さらに、前記実施形態では、非溶着部２１１Ａの包装体外側面に切込み２１１Ｂを形成したが、非溶着部２１１Ａの包装体内側面に切込みを形成してもよい。
また、前記実施形態では、回転ローラ１３，１４の外部に設けられる加熱装置は加熱装置１６のみであったが、これに限らず、図６に示すような予熱用の加熱装置３０を用いてもよい。この予熱用の加熱装置３０は、回転ローラ１３，１４と切込み形成手段１２との間にシート２３，２４を挟むように配置されている。このような予熱用の加熱装置３０を設けることで、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を確実に形成することができる。
また、図６に示すように、一対の回転ローラ１３，１４の後段に、更に一対の回転ローラであるシールドラム３１を配置してもよい。このシールドラム３１の表面には凹部２１１，２２１に応じた窪み部３１１が形成されている。このようなシールドラム３１を配置することで、シート２３，２４の溶着部分をより強固に確実に溶着することができるとともに、溶着シールのタイミングを回転ローラ１３，１４と異なるものとし、充填物９の封入シールを確実に行うことができる。
更に、前記実施形態では一対の回転ローラ１３，１４が成形ローラとシールローラとを完全に兼ねるものであったが、これらの機能を部分的に独立させてもよい。
すなわち、図６において、回転ローラ１３，１４は凹部２１１，２２１の成形と包装体の流れ方向外周部の溶着を行い、充填物９を充填するための部分は未溶着とする（一次溶着工程）。この場合には、充填工程においては充填物９が完全に密閉されず、充填物９の一部は後段のシールドラム３１に移動し、未溶着の部分に充填物９がある部分で（充填物９を遮断するように）溶着が行われる（二次溶着工程）。これにより、充填物９以外の空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
このような溶着を行う場合、回転ローラ１３，１４の互いの対向部分の、未溶着とする部分の断面形状は、溶着性を考慮してやや扁平な形状とすることが望ましい。そして、未溶着とする部分の回転ローラ１３，１４の互いの対向部分の隙間をなるべく大きくとり、この隙間に充填ノズル１７１を挿通させ、その先端を回転ローラ１３，１４とシールドラム３１との間の領域に配置させる。このように延長された充填ノズル１７１により、充填物９は回転ローラ１３，１４による一次溶着により形成された容器、つまりシートの流れ方向の側方と横断方向の中間部を除く部分とが溶着された容器の内部に充填される。そして、充填物９は充填ノズル１７１からの充填圧力により容器内に行き渡り、一部は未溶着部分に進入する。この状態で、シールドラム３１による二次溶着が行われれば、前述した充填物９の遮断による完全充填が行われる。
従って、この方法により、包装体本体部を形成するための大部分のシール（一次溶着）と、充填物９の充填と、完全密封のためのシール（二次溶着）とを、それぞれ分離して行うことができるため、連続製造性、溶着の完全性、１００％の完全充填性を同時に、かつ容易に達成することができる。
また、本発明の製造方法により製造される包装体の形状は、前記実施形態の包装体２の形状には限られない。例えば、前記実施形態では、凹部２１１，２２１を対向配置させた形状を断面略楕円形状としたが、断面矩形形状としてもよく、また、断面ハート型形状としてもよい。また、前記実施形態では、フランジ部２１２，２２２の外形形状を矩形形状としたが、これに限られず、例えば、円形形状としてもよい。
［包装体の構成］
図１には、本実施形態の製造装置１（図３参照）により製造される包装体２が示されている。
この包装体２は、例えば、粘性調味料、液体状の薬品等の流体状の物質や、顆粒状の物質などの充填物９（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）等を密封収納するものである。
図２（Ａ）にも示すように、包装体２は、凹部２１１，２２１を有する一対の成形体２１，２２を備えている。一対の成形体２１，２２の凹部２１１，２２１は互いに向き合わせて配置されており、凹部２１１，２２１の周縁部に形成されたフランジ部２１２，２２２は溶着されている。凹部２１１，２２１の形状は本実施形態では、断面略半楕円形状であり、凹部２１１，２２１を対向配置させた形状は断面略楕円形形状となっている。
また、本実施形態では、フランジ部２１２，２２２の外形形状は、矩形形状となっている。
一方の成形体２１の凹部２１１のフランジ部２１２側の一部は、他方の成形体２２のフランジ部２２２と対向配置し、このフランジ部２２２に溶着しない非溶着部２１１Ａとなっている。
この非溶着部２１１Ａの包装体外側面には、この非溶着部２１１Ａを跨るように切込み２１１Ｂが形成されている。
以上のような一方の成形体２１は、包装体２の外側から凹部２１１をつぶす方向に手で把持した際に、変形しない程度の硬さを有する硬質材料から構成されている。例えば、一方の成形体２１はポリスチレンを主成分とする多層構造のシートから構成されており、充填物９と接する内側の層は、低密度ポリエチレンとなっている。
他方の成形体２２は把持力により変形する可撓性材料から構成されている。例えば、ポリエチレンを主成分とする多層構造のシートから構成されており、流動性物質と接する内側の層は、直鎖状低密度ポリエチレンとなっている。
このような包装体２から充填物９を取り出す場合には、非溶着部２１１Ａを他方の成形体２２側に折り曲げる。すると、切込み２１１Ｂが破断されて開口が形成される。そして、他方の成形体２２の凹部２２１を把持し、押しつぶすと、把持力が作用することにより他方の成形体２２の凹部２２１は徐々に反転し、図２（Ｂ）に示すように、充填物９がすべて取り出された時点では、他方の成形体２２の凹部２２１は一方の成形体２１の凹部２１１に密着する。このことにより内部の充填物９を完全に排出させることができる。
［製造装置の構成］
次に、図３，図４を参照して、以上のような包装体２を製造するための製造装置１について説明する。
この製造装置１は、成形体２１，２２の原反となる一対のシート２３，２４をそれぞれ連続的に供給する一対のシート供給手段１１と、切込み形成手段１２と、一対の回転ローラ１３，１４と、加熱装置１６と、充填装置１７と、切断手段１８と、回収装置１９とを備えたものである。なお、本実施形態の一対の回転ローラ１３，１４は、本発明における成形ローラとシールローラとを兼ねるものである。
シート供給手段１１は、それぞれ、送りローラ１１１を備えており、送りローラ１１１の回転に伴い、シート２３，２４がそれぞれ、回転ローラ１３，１４の表面に供給される。
切込み形成手段１２は、前述した切込み２１１Ｂを形成するものであり、回転ローラ１３の前段に配置されている。この切込み形成手段１２は、切込み２１１Ｂを形成するための刃１２１と、この刃１２１を受けるための受け部１２２とを備えている。刃１２１は、シート２３の包装体外側となる側に配置され、受け部１２２はこのシート２３を挟んで刃１２１と反対側に配置されている。
一方の成形体２１の原反となるシート２３が供給される回転ローラ１３は、金属製のローラであり、その外周には凹部２１１に応じた窪み部１３１が複数個所定間隔で形成されている。この窪み部１３１は、回転ローラ１３の回転中心に向かって窪んだものであり、窪み部１３１の底部には、回転ローラ１３の回転中心方向に延びる通気孔１３２が形成されている。この通気孔１３２は、回転ローラ１３の回転軸を通る管１３３に連通しており、この管１３３は、真空吸引手段である真空ポンプ１３４に接続されている。
他方の成形体２２の原反となるシート２４が供給される回転ローラ１４も回転ローラ１３と同様に、金属製のものであり、その外周には凹部２２１に応じた窪み部１４１が複数個所定間隔で形成されている。そして、回転ローラ１３と同様に、窪み部１４１の底部に通気孔１３２が形成され、この通気孔１３２は、回転ローラ１４の回転軸を通る管１３３に連通しており、この管１３３は、真空ポンプ１３４に接続されている。
このような一対の回転ローラ１３，１４は対向配置されており、詳しくは後述するが、真空ポンプ１３４により生じる吸引力で、シート２３，２４の一部を窪み部１３１，１４１内に吸引し、凹部２１１，２２１を形成するとともに、シート２３，２４を挟持して溶着する。
また、回転ローラ１３，１４の内部には、図示しないが、例えばヒータ等の加熱装置が配置されており、この加熱装置により、回転ローラ１３，１４の表面が加熱されている。この加熱装置の加熱温度は、フランジ部２１２，２２２が溶着するのに適した温度、例えば、シート２３，２４の内側の層（互いに溶着される側の層）の融点以上に設定されている。
なお、以上のような回転ローラ１３，１４の回転速度は、シート供給手段１１によるシート供給速度に応じた速度となっている。
加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の外部（回転ローラ１３，１４の表面側）に配置されており、回転ローラ１３，１４に供給されたシート２３，２４を加熱するものである。この加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の長手方向に沿って設けられており、回転ローラ１３，１４の表面の一部、例えば、回転ローラ１３，１４の表面の１／４以上の面積を覆っている。従って、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４に接触したシート２３，２４を広い面積で加熱している。
この加熱装置１６の加熱温度は、シート２３，２４の一部を窪み部１３１に密着させ、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成するのに適した温度、例えば、シート２３，２４の軟化点に設定されている。
ここで、加熱装置１６としては、例えば、ヒータ等があげられる。
なお、本実施形態では、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の表面側に配置され、回転ローラ１３，１４に供給されたシート２３，２４を加熱するものとしたが、回転ローラ１３，１４に供給される前（回転ローラ１３，１４に接触する前）のシート２３，２４を加熱するようにしてもよい。すなわち、回転ローラ１３，１４と切込み形成手段１２との間に加熱装置を配置してもよい。この場合には、シート２３，２４を挟むように、シート２３，２４の両側に加熱装置を配置してもよく、また、シート２３，２４の一方の側にのみ加熱装置を配置してもよい。
充填装置１７は、シート２３，２４に形成された凹部２１１，２２１に充填物９を供給するものであり、充填ノズル１７１と、この充填ノズル１７１に充填物９を供給するためのポンプ１７２とを備えている。
この充填ノズル１７１は、回転ローラ１３，１４のシート挟持部分近傍に配置されており、その先端部は、凹部２１１，２２１に充填物９を充填する際に、凹部２１１，２２１の中心部分に位置する。
この充填ノズル１７１からは、シート２３，２４に形成された凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側部分が一対の回転ローラ１３，１４により溶着された後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側部分が一対の回転ローラ１３，１４により溶着されるまでの間に充填物９が凹部２１１，２２１に供給されることとなる。
また、充填ノズル１７１には、充填物９の供給量を調整するためのバルブ１７３が設けられている。
切断手段１８は、回転ローラ１３，１４の後段に配置されたものであり、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の下方に配置されている。
この切断手段１８は、一対のローラ１８１を備えている。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、このローラ１８１の表面には、凹部２１１，２２１を収納するための窪み部１８２が形成されている。また、この窪み部１８２が形成された部分の周囲には、ローラ１８１の表面から突出する環状の打ち抜き刃１８３が設けられている。この打ち抜き刃１８３の外形形状は、包装体２のフランジ部２１２，２２２の外形形状に対応している。
図４（Ｂ）に示すように、一対のローラ１８１の回転に伴い、打ち抜き刃１８３が対向配置することとなり、これにより、溶着された一対のシート２３，２４から包装体２のフランジ部２１２，２２２の外周部分が打ち抜かれる。
図３に示すように、打ち抜かれた包装体２は、切断手段１８の下方に配置されたレール１５０上に流れ、レール１５０先端に設置された回収箱１５１内に回収される。
なお、切断手段１８のローラ１８１の回転速度は、シート供給手段１１のシート供給速度に応じた速度となっている。
回収装置１９は、包装体２が打ち抜かれたシート２３，２４を巻き取り、回収するものであり、巻き取りローラ１９１を備えている。本実施形態では切断手段１８の下方に配置されている。
次に、以上のような製造装置１を用いて、包装体２を製造する方法について説明する。
まず、シート供給手段１１によりシート２３，２４を回転ローラ１３，１４に供給する（シート供給工程）。なお、シート２３，２４が回転ローラ１３，１４に到達する前に、切込み形成手段１２によりシート２３に所定間隔で切込み２１１Ｂが形成される（切り込み形成工程）。
回転ローラ１３，１４表面にシート２３，２４がそれぞれ供給されると、回転ローラ１３，１４内部に配置された加熱装置及び回転ローラ１３，１４外部に配置された加熱装置１６によりシート２３，２４が加熱される（加熱工程）。
さらに、真空ポンプ１３４の可動により回転ローラ１３，１４の窪み部１３１，１４１の通気孔１３２から窪み部１３１，１４１内の空気が吸気される。そして、真空ポンプ１３４により生じた吸引力によりシート２３，２４の一部が窪み部１３１，１４１内に吸引され、これにより凹部２１１，２２１が形成されることとなる（凹部形成工程）。
さらに、回転ローラ１３，１４の回転に伴い、まず凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持され溶着される。その後、凹部２１１，２２１が対向配置され、さらに、回転ローラ１３，１４の回転に伴い凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側の部分が挟持され、溶着されて凹部２１１，２２１が完全密封される（溶着工程）。
なお、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向先端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持された後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側の部分が回転ローラ１３，１４に挟持されるまでの間に、凹部２１１，２２１に充填ノズル１７１から充填物９が供給される（充填工程）。なお、この充填は連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。
次に、溶着されたシート２３，２４は、切断手段１８に供給される。凹部２１１，２２１はローラ１８１に形成された窪み部１８２に収納され、凹部２１１，２２１周縁部（フランジ部２１２，２２２の外周）が打ち抜かれる（切断工程）。これにより包装体２を得ることができる。
そして、包装体２は、前述したように、回収箱１５１内に回収され、また、包装体２が打ち抜かれたシート２３，２４は回収装置１９に回収される。
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１−１）一対の回転ローラ１３，１４の表面で各シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成するとともに、回転ローラ１３，１４によりシート２３，２４を挟持することで、溶着する構成となっているので、シート２３，２４を予め筒状等に成形する必要がなく、幅広の平坦なシート２３，２４から包装体２を成形することができる。
（１−２）また、回転ローラ１３，１４の回転に伴い凹部２１１，２２１のシート供給方向先端側部分が挟持されて溶着され、さらに、凹部２１１，２２１同士が対向配置された後、後端側部分が挟持されて溶着する。このように、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の回転に伴って包装体２を連続的に成形することができるため、製造スピードを向上させることができる。
（１−３）また、シート２３，２４から包装体２を打ち抜くための切断手段１８はローラ１８１表面に抜き打ち刃１８３が形成されたものであるため、シート２３，２４の供給速度に応じてローラ１８１を回転させることで、包装体２の打ち抜きも連続的に行うことができる。これにより製造スピードをさらに向上させることができる。
（１−４）また、本実施形態では、凹部２１１，２２１に充填物９を供給した後、凹部２１１，２２１よりもシート供給方向後端側部分を回転ローラ１３，１４により溶着する構成であるため、充填物９を充填した後、凹部２１１，２２１は、すぐに密閉されることとなる。従って、凹部２１１，２２１内の充填物９が後工程においてこぼれる可能性がなく、これにより凹部２１１，２２１内に満杯に充填物９を供給することができる。
（１−５）さらに、充填ノズル１７１は、回転ローラ１３，１４近傍に配置されているため、供給時に充填物９がこぼれてしまうことを防止できる。
（１−６）また、回転ローラ１３，１４の内部にのみ加熱装置を配置した場合、回転ローラ１３，１４内部の加熱装置では、窪み部１３１，１４１内のシート２３，２４を凹部２１１，２２１成形に応じた温度まで充分に加熱することが困難であり、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を形成することができない場合がある。
これに対し、本実施形態では、回転ローラ１３，１４の外部に加熱装置１６を配置しているため、加熱装置１６により、シート２３，２４を凹部２１１，２２１成形に応じた温度に暖めることができ、凹部２１１，２２１を確実に成形することができる。また、加熱装置１６は回転ローラ１３，１４の外部に配置されているため、加熱装置１６を凹部２１１，２２１成形に応じた高い温度に設定しても、回転ローラ１３，１４の窪み部１３１，１４１に凹部２１１，２２１が溶着してしまうことがなく、窪み部１３１，１４１から凹部２１１，２２１を容易に剥離させることができる。
また、回転ローラ１３，１４の外部に加熱装置１６を配置しているため、シート２３，２４の溶着部分も暖めることができ、確実に溶着させることができる。特に、本実施形態では、加熱装置１６は、回転ローラ１３，１４の表面の１／４以上をも覆うような構造であるため、シート２３，２４の溶着部分を確実に暖めることができる。
（１−７）さらに、本実施形態で製造された包装体２は、凹部２１１，２２１と、フランジ部２１２，２２２とを対向配置させたものであり、フランジ部２１２，２２２を中心として上下略対称のものである。したがって、本実施形態の製造方法及び製造装置１では、意匠性の高い包装体２を得ることができる。
（１−８）本実施形態の製造装置１では、回転ローラ１３，１４の前段に切込み２１１Ｂを形成するための切込み形成手段１２が配置されているので、包装体製造工程において、切込み２１１Ｂを形成することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、製造装置１により製造される包装体２は、切込み２１１Ｂで非溶着部２１１Ａを切断し、開封するものであったが、本発明の製造装置は、このような開封方式の包装体２を製造するものに限られない。例えば、図５に示すように、一方の成形体４１と他方の成形体４２の溶着されたフランジ部４１２，４２２を引き剥がすことで、開封する方式の包装体４を製造する製造装置であってもよい。この包装体４のフランジ部４１２，４２２の隅部には、互いに溶着されていないタブ部４１２Ａ，４２２Ａが形成されており、このタブ部４１２Ａ，４２２Ａを把持し、引き剥がすことで、包装体４が開封される。
この場合には、切込み形成手段に変えて、製造装置にタブ部を形成するためのタブ部形成手段を設ければよい。
また、前記実施形態では、製造装置１は切込み形成手段１２を備えるものとしたが、切込み形成手段１２を備えない構成としてもよい。例えば、包装体を製造した後に別工程で切込みを形成する場合には、切込み形成手段１２は不要である。
さらに、前記実施形態では、非溶着部２１１Ａの包装体外側面に切込み２１１Ｂを形成したが、非溶着部２１１Ａの包装体内側面に切込みを形成してもよい。
また、前記実施形態では、回転ローラ１３，１４の外部に設けられる加熱装置は加熱装置１６のみであったが、これに限らず、図６に示すような予熱用の加熱装置３０を用いてもよい。この予熱用の加熱装置３０は、回転ローラ１３，１４と切込み形成手段１２との間にシート２３，２４を挟むように配置されている。このような予熱用の加熱装置３０を設けることで、シート２３，２４に凹部２１１，２２１を確実に形成することができる。
また、図６に示すように、一対の回転ローラ１３，１４の後段に、更に一対の回転ローラであるシールドラム３１を配置してもよい。このシールドラム３１の表面には凹部２１１，２２１に応じた窪み部３１１が形成されている。このようなシールドラム３１を配置することで、シート２３，２４の溶着部分をより強固に確実に溶着することができるとともに、溶着シールのタイミングを回転ローラ１３，１４と異なるものとし、充填物９の封入シールを確実に行うことができる。
更に、前記実施形態では一対の回転ローラ１３，１４が成形ローラとシールローラとを完全に兼ねるものであったが、これらの機能を部分的に独立させてもよい。
すなわち、図６において、回転ローラ１３，１４は凹部２１１，２２１の成形と包装体の流れ方向外周部の溶着を行い、充填物９を充填するための部分は未溶着とする（一次溶着工程）。この場合には、充填工程においては充填物９が完全に密閉されず、充填物９の一部は後段のシールドラム３１に移動し、未溶着の部分に充填物９がある部分で（充填物９を遮断するように）溶着が行われる（二次溶着工程）。これにより、充填物９以外の空洞部分等がない完全充填の包装体を得ることができる。
このような溶着を行う場合、回転ローラ１３，１４の互いの対向部分の、未溶着とする部分の断面形状は、溶着性を考慮してやや扁平な形状とすることが望ましい。そして、未溶着とする部分の回転ローラ１３，１４の互いの対向部分の隙間をなるべく大きくとり、この隙間に充填ノズル１７１を挿通させ、その先端を回転ローラ１３，１４とシールドラム３１との間の領域に配置させる。このように延長された充填ノズル１７１により、充填物９は回転ローラ１３，１４による一次溶着により形成された容器、つまりシートの流れ方向の側方と横断方向の中間部を除く部分とが溶着された容器の内部に充填される。そして、充填物９は充填ノズル１７１からの充填圧力により容器内に行き渡り、一部は未溶着部分に進入する。この状態で、シールドラム３１による二次溶着が行われれば、前述した充填物９の遮断による完全充填が行われる。
従って、この方法により、包装体本体部を形成するための大部分のシール（一次溶着）と、充填物９の充填と、完全密封のためのシール（二次溶着）とを、それぞれ分離して行うことができるため、連続製造性、溶着の完全性、１００％の完全充填性を同時に、かつ容易に達成することができる。
また、本発明の製造方法により製造される包装体の形状は、前記実施形態の包装体２の形状には限られない。例えば、前記実施形態では、凹部２１１，２２１を対向配置させた形状を断面略楕円形状としたが、断面矩形形状としてもよく、また、断面ハート型形状としてもよい。また、前記実施形態では、フランジ部２１２，２２２の外形形状を矩形形状としたが、これに限られず、例えば、円形形状としてもよい。
本発明は、包装体の製造方法及び製造装置に関し、粘性調味料、液状の薬品等の流動性物質を充填するための包装体の製造に利用できる。
Claims (6)
- 凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造方法であって、
表面に前記凹部に対応した窪み部が形成された一対の回転ローラ表面に前記一対の成形体の原反となるシートを連続的に供給するシート供給工程と、
前記シートと回転ローラとが接触する前又は接触した後において、回転ローラの外部に配置された加熱装置により前記シートを加熱する加熱工程と、
前記回転ローラの窪み部に接続された真空吸引手段により生じる吸引力で窪み部内にシートの一部を吸引し、前記凹部を形成する凹部形成工程と、
この凹部形成工程で形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分を一対の回転ローラにより挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を少なくとも一対の回転ローラにより挟持して溶着する溶着工程と、
前記一対の回転ローラの前記シート挟持部分近傍に配置された充填ノズルにより、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分が前記一対の回転ローラにより溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分が前記一対の回転ローラにより溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填工程と、
一対のローラと、このローラ表面から突出するとともに、前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有する切断手段により、前記溶着工程で溶着されたシートの溶着部分を切断する切断工程とを備えていることを特徴とする製造方法。 - 請求項１に記載の製造方法において、
前記溶着工程は、前記充填工程の前に、前記凹部の外周部のうち充填物を充填するための部分を除いて溶着する一次溶着工程と、前記充填工程の後に、前記充填物を充填するための部分を溶着する二次溶着工程と、を備えていることを特徴とする製造方法。 - 請求項１または請求項２に記載の製造方法において、
前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、このフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、
前記加熱工程においてシートを加熱する前に、前記一対の回転ローラの前段に配置された切込み形成手段により、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成する切込み形成工程を備えていることを特徴とする製造方法。 - 凹部と、この凹部周縁に形成されたフランジ部とを有する一対の成形体の前記凹部を対向配置して前記フランジ部を溶着するとともに、前記凹部内に充填物が収納された包装体の製造装置であって、
前記一対の成形体の原反である一対のシートを連続的に供給するシート供給手段と、
前記凹部に対応して表面に形成されるとともに、真空吸引手段が接続された窪み部内に、前記真空吸引手段により生じる吸引力で前記シート供給手段により供給されたシートの一部を吸引して前記凹部を形成する一対の回転ローラと、
前記凹部よりもシート供給方向先端側部分を挟持して溶着し、前記凹部同士を対向配置させた後、凹部よりもシート供給方向後端側部分を挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラと、
前記溶着を行う回転ローラの外部に配置され、前記シートとこの回転ローラとが接触する前又は接触した後において、この回転ローラの外部から前記シートを加熱する加熱装置と、
前記溶着を行う回転ローラの前記シート挟持部分近傍に配置され、前記シートに形成された凹部よりもシート供給方向先端側部分がこの回転ローラにより溶着された後、凹部よりもシート供給方向後端側部分がこの回転ローラにより溶着されるまでの間に、凹部に充填物を充填する充填ノズルと、
前記一対の回転ローラの後段に配置され、前記シートの溶着部分を切断する切断手段とを備え、
前記切断手段は、一対のローラと、このローラの表面から突出しかつ前記包装体のフランジ部の外形形状に応じた形状の打ち抜き刃とを有するものであることを特徴とする製造装置。 - 請求項４に記載の製造装置において、
前記シートを挟持して溶着する少なくとも一対の回転ローラは、前記シートの流れ方向上流側に設けられて前記充填ノズルによる充填部分を残して前記シートを溶着する一対の回転ローラと、この回転ローラよりも前記シートの流れ方向下流側に設けられて前記シートの充填部分を溶着する一対の回転ローラとを含むことを特徴とする製造装置。 - 請求項４または請求項５に記載の製造装置において、
前記包装体の一方の成形体の凹部の前記フランジ部側の一部は、他方の成形体のフランジ部と対向配置され、この他方の成形体のフランジ部と溶着されない非溶着部となっており、この非溶着部には、開封用の切込みが形成され、
前記一対の回転ローラの前段には、前記一方の成形体の原反となるシートに前記切込みを形成するための切込み形成手段が配置されていることを特徴とする製造装置。
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