(57)【要約】      （修正有）【課題】  カートン基材に刃材を安価に溶着できるようにするカートン基材への刃材の溶着方法及びカートン基材に刃材を溶着する装置並びにカートンの提供。【解決手段】  シートを走行させながらその先端を切断して刃材３０を形成する前に、シートを走行させるラインの途中で当該シートに熱可塑性合成樹脂を塗布して乾燥させる。その後に、シートを走行させながら、その先端を切断して刃材３０を形成するとともに、この刃材３０の熱可塑性合成樹脂が塗布された面をカートン基材２に押付けて刃材３０をカートン基材２に超音波溶着する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを走行させながら、その先端を切断して刃材を形成するとともに、この刃材の熱可塑性合成樹脂が塗布された面をカートン基材に押付けて刃材をカートン基材に超音波溶着する方法において、
上記シートを走行させながらその先端を切断して刃材を形成する工程の前に、シートを走行させるラインの途中で当該シートに上記熱可塑性合成樹脂を塗布して乾燥させる工程を含むことを特徴とするカートン基材への刃材の溶着方法。
【請求項２】
上記シートは合成樹脂からなり、このシートに塗布する熱可塑性合成樹脂は、当該シートよりも超音波で溶け易い素材であることを特徴とする請求項１に記載のカートン基材への刃材の溶着方法。
【請求項３】
シートを走行させる走行手段と、シートを走行させるラインの途中で当該シートに熱可塑性合成樹脂を塗布する樹脂塗布手段と、この塗布した熱可塑性合成樹脂を乾燥させる乾燥手段と、シートの先端を切断して刃材を形成するとともにこの刃材の熱可塑性合成樹脂が塗布された面をカートン基材に押付ける刃材形成手段と、カートン基材の刃材が押付けられた部分に超音波を照射し、刃材の熱可塑性樹脂を溶かして刃材をカートン基材に溶着するための超音波ホーンとを備えたことを特徴とするカートン基材に刃材を溶着する装置。
【請求項４】
前記乾燥手段と樹脂塗布手段とは、シートを上方に走行させるラインに沿って、上下に並んで配設されていることを特徴とする請求項３に記載のカートン基材に刃材を溶着する装置。
【請求項５】
合成樹脂で構成された刃材が、この刃材に塗布されて、刃材の合成樹脂よりも超音波で溶け易い熱可塑性合成樹脂によって溶着されていることを特徴とするカートン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール状に巻かれた食品等を包装するラップフィルム（合成樹脂フィルムの他、アルミホイール、クッキングペーパー等を含む）を収納し、ラップフィルムが必要量引出されたときに当該ラップフィルムをカットする刃材が取付けられたカートンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラップフィルムを収納するカートンとしては、金属製の刃材がかしめによって取付けられたものがよく知られているが、この金属製の刃材は安全面で問題がある。そこで、近年では、刃材として紙製のものを採用したカートンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この紙製の刃材をカートンに取付ける方法として、特許文献１には、熱可塑性合成樹脂がラミネート加工された紙製のシートを用いて、このシートを走行させながらその先端を切断して刃材を形成するとともに、この刃材をカートンを展開した状態のカートン基材に押付け、刃材をカートン基材に超音波溶着する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２４４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の方法では、熱可塑性合成樹脂をラミネート加工した紙製のシートを製造する工程と、この紙製のシートを切断して形成した刃材をカートン基材に超音波溶着する工程とが必要となるから、手間がかかるとともにコストが高くなる。また、紙製では水分に弱く、耐久性に劣り、切断時の切れ味が悪い。
【０００５】
そこで、紙製のシートに代えて、合成樹脂製のシートを用いて刃材を形成し、この刃材を超音波で溶かしてカートン基材に溶着することが考えられるが、強度の点から超音波で溶け難い樹脂（塩化ビニル、ＰＰ、ＰＥ等）を用いることになるので、大きな超音波エネルギーを必要とし、コストが高くなるため、現時点では提案すらされていない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、安価にカートン基材に刃材を溶着することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
さらには、紙製の刃材よりも耐久性の高い、切れ味に優れた刃材が取付けられたカートンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、シートを走行させながら、その先端を切断して刃材を形成するとともに、この刃材の熱可塑性合成樹脂が塗布された面をカートン基材に押付けて刃材をカートン基材に超音波溶着する方法において、上記シートを走行させながらその先端を切断して刃材を形成する工程の前に、シートを走行させるラインの途中で当該シートに上記熱可塑性合成樹脂を塗布して乾燥させる工程を含むことを特徴とするカートン基材への刃材の溶着方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のカートン基材への刃材の溶着方法において、上記シートは合成樹脂からなり、このシートに塗布する熱可塑性合成樹脂は、当該シートよりも超音波で溶け易い素材であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、シートを走行させる走行手段と、シートを走行させるラインの途中で当該シートに熱可塑性合成樹脂を塗布する樹脂塗布手段と、この塗布した熱可塑性合成樹脂を乾燥させる乾燥手段と、シートの先端を切断して刃材を形成するとともにこの刃材の熱可塑性合成樹脂が塗布された面をカートン基材に押付ける刃材形成手段と、カートン基材の刃材が押付けられた部分に超音波を照射し、刃材の熱可塑性樹脂を溶かして刃材をカートン基材に溶着するための超音波ホーンとを備えたことを特徴とするカートン基材に刃材を溶着する装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載のカートン基材に刃材を溶着する装置において、前記乾燥手段と樹脂塗布手段とは、シートを上方に走行させるラインに沿って、上下に並んで配設されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の発明は、合成樹脂で構成された刃材が、この刃材に塗布されて、刃材の合成樹脂よりも超音波で溶け易い熱可塑性合成樹脂によって溶着されていることを特徴とするカートンである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、シートを走行させるラインの途中で熱可塑性合成樹脂を塗布するようにしたから、シートに熱可塑性合成樹脂を塗布する工程と、シートを切断して刃材を形成し、この刃材をカートン基材に溶着する工程とを連続して行うことができるため、従来行われていたラミネート加工したシートを製造する工程を省くことができ、安価に刃材をカートン基材に溶着することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、シートを合成樹脂で構成したから、紙製のシートを用いて刃材を構成するよりも刃材の耐久性を向上させることができる。また、シートに塗布する熱可塑性合成樹脂を上記シートよりも溶け易い素材としたから、合成樹脂製の刃材をカートン基材に小さな超音波エネルギーで確実に超音波溶着することができ、コストを安くすることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、シートに熱可塑性合成樹脂を塗布する工程と、シートを切断して刃材を形成し、この刃材をカートン基材に溶着する工程とを連続して行うことができるため、従来行われていたラミネート加工したシートを製造する工程を省くことができ、安価に刃材をカートン基材に溶着することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、乾燥手段と樹脂塗布手段とを、シートを上方に走行させるラインに沿って上下に並んで配設したから、装置の占有面積を小さくすることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、刃材を合成樹脂で構成したから、金属製の刃材よりも安価にすることができるとともに、紙製の刃材よりも耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１に示す本発明の一実施形態に係る溶着装置１は、カートン基材２に刃材３０を超音波溶着するためのものである（図４参照）。
【００２０】
上記カートン基材２は、図５に示すカートン２０を展開した状態のものであり、紙で平板状に構成され、適所には折り目ａが形成されている。そして、カートン基材２が折り目ａに沿って折り返されて、その際に重なり合う折り返し片２ａ同士及び２ｂ同士が接着されることにより、カートン２０が形成される。
【００２１】
上記刃材３０は、カートン２０の蓋となる部分に溶着されて、カートン２０の内部に収納されるラップフィルムが所定量引出されたときに、当該ラップフィルムをカットするものである。
【００２２】
この刃材３０は、略長方形板状をなし、その長辺は、両方共鋸歯状に形成されている。また、この刃材３０の厚みは、０．１５〜０．４ｍｍ程度に設定されている。
【００２３】
この刃材３０は、塩化ビニル、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等の合成樹脂からなる帯状のシート３がその幅方向に切断されて形成されたものであり、この刃材３０の形成も上記溶着装置１にて行われる。また、この刃材３０は、溶着装置１により、後述する刃材３０を構成する合成樹脂よりも超音波で溶け易い熱可塑性合成樹脂４で上記カートン基材２に溶着される。
【００２４】
上記溶着装置１は、シート３を上方に凸となる走行ラインに沿って走行させながら、当該シート３に熱可塑性合成樹脂４（図３参照）を塗布して乾燥させる塗布・乾燥部５０と、このシート３を切断して刃材３０を形成した後に、この刃材３０をカートン基材２に溶着するカット・溶着部１０とからなっている。
【００２５】
上記塗布・乾燥部５０は、シート３を一定速度でその長手方向に走行させる走行手段５５と、シート３を走行させるラインの途中でシート３の一方の面に熱可塑性合成樹脂４を塗布する樹脂塗布手段５３と、この塗布した熱可塑性合成樹脂４を乾燥させる乾燥手段５４とを備えている。乾燥手段５４と樹脂塗布手段５３とは、シート３を上方に走行させるラインに沿って、上下に並んで配設されている。
【００２６】
この塗布・乾燥部５０は、具体的には図２および図３に示すように、下部架台５７ａと上部架台５７ｂとを備えており、例えば、高さ寸法が約２．６ｍ、幅寸法（図２の左右方向の寸法）が約１．４ｍ、奥行き寸法（図３の左右方向の寸法）が約１ｍに設定されている。そして、これらの架台５７ａ，５７ｂに樹脂塗布手段５３、乾燥手段５４、および走行手段５５が取付けられているとともに、シート３を所定の方向に屈曲させてシート３の走行ラインを決定するガイドローラ５２ａ〜５２ｆが取付けられている。
【００２７】
上記下部架台５７ａの下部には、レベルアジャスター５８ａに加えてキャスター５８ｂが設けられており、設置時または移設時にはキャスター５８ｂによって容易に移動できるようになっている。また、下部架台５７ａは、連結材５７ｃによってカット・溶着部１０を構成する架台と連結されており、この連結材５７ｃにドラム５１が支持されている。
【００２８】
上記ドラム５１にはシート３がロール状に巻き付けられており、このドラム５１がシート３の走行に合わせて回転してシート３が送り出されるようになっている。ドラム５１から送り出されたシート３は、ガイドローラ５２ａ〜５２ｃで決定される走行ライン、すなわちカット・溶着部１０と反対側に凸となりながら上方に向かう走行ラインに沿って上方に走行する。
【００２９】
上記樹脂塗布手段５３は、ガイドローラ５２ｃの下方に配設されている。この樹脂塗布手段５３は、熱可塑性合成樹脂４に浸漬された浸漬ローラ５３ｃから中間ローラ５３ｂを介して塗布ローラ５３ａに熱可塑性合成樹脂４を供給して、塗布ローラ５３ａでシート３に熱可塑性合成樹脂４を塗布するようになっている。なお、塗布ローラ５３ａのシート３と接触する部分の上流側には、スクレーパ５３ｄが配設されており、このスクレーパ５３ｄで、塗布ローラ５３ａに供給された熱可塑性合成樹脂４の余剰分を掻き落として、シート３への塗布量を均一に調整できるようになっている。
【００３０】
上記熱可塑性合成樹脂４としては、例えば酢酸ビニル樹脂エマルジョンまたはポリオレフィン系樹脂を主原料とする水性エマルジョン等が好適である。上記水性エマルジョンとしては、エチレン酢ビ共重合樹脂を主成分とし、最低増膜温度が６０℃程度と低くなっているものであれば、扱い易く好ましい。
【００３１】
熱可塑性合成樹脂４が塗布されたシート３は、ガイドローラ５２ｄ〜５２ｅで決定される走行ライン、すなわち側面視で下向きに開口する略コ字状の走行ラインに沿って走行し、走行手段５５に至る。この略コ字状の走行ラインのうちシート３が上方に走行する部分、すなわちガイドローラ５２ｃとガイドローラ５２ｄとの間の部分は、鉛直方向に延在している。
【００３２】
上記乾燥手段５４は、ガイドローラ５２ｃとガイドローラ５２ｄの間のシート３を囲繞する乾燥室５４ａと、空気を加熱して乾燥室５４ａ内に送り込む熱風発生機５４ｂとを備えている。そして、熱風発生機５４ｂで加熱された空気は、乾燥室５４ａ内に設けられた上下一対のエアーノズル５４ｃから噴射されるとともに、乾燥室５４ａ内の空気は、乾燥室５４ａの上部に設けられたダクト５４ｄを通じて、排気ファン５４ｅから外部に排出されることにより、乾燥室５４ａ内の温度は、シート３の走行速度に対応して４０〜１００℃に保たれるようになっている。
【００３３】
走行手段５５は、駆動ローラ５５ａとピンチローラ５５ｂとでシート３を挟み込んで、０．７〜１．５ｍ／ｍｉｎでシート３を走行させるものである。走行手段５５から送り出されたシート３は、ガイドローラ５２ｆと、カット・溶着部に設けられたガイドローラ１２とに案内されて、水平方向に走行するようになる。
【００３４】
前記走行手段５５とガイドローラ５２ｆとの間には、ダンサーローラ５６が配設されている。このダンサーローラ５６は、一端を軸支された揺動アーム５６ａの他端に設けられていて、図３中の矢印の方向に揺動可能となっており、後述するカット・溶着部１０の走行手段１１が稼働していないときでも、一定速度で送り出されるシート３に常にテンションがかけられるようになっている。
【００３５】
上記カット・溶着部１０は、シート３を間歇的にその長手方向に走行させる走行手段１１と、シート３の先端を切断して刃材３０を形成するとともにこの刃材３０の下面をカートン基材２に押付ける刃材形成手段１４と、カートン基材２を刃材形成手段１４の下方に送り込む搬送手段１５と、カートン基材２の刃材３０が押付けられた部分に下方から超音波を照射する超音波ホーン１６とを備えている。
【００３６】
上記走行手段１１は、シート３を上下から挟み込む一対のローラ１１ａ，１１ｂを有し、このローラ１１ａ，１１ｂを回転させることによりシート３を所定量だけ走行させ、シート３の先端を上記刃材形成手段１４に送り込むものである。
【００３７】
上記刃材形成手段１４は、上下動可能な上刃１４ａと固定された下刃１４ｂとを有し、この上刃１４ａと下刃１４ｂとでシート３の先端を挟み込んで切断するものである。
【００３８】
上記上刃１４ａ及び下刃１４ｂの切断面は鋸歯状に形成されており、これらが連続してシート３の先端を切断することにより、長辺の両方共が鋸歯状になった刃材３０が形成される。
【００３９】
また、上刃１４ａのストロークは、当該上刃１４ａがシート３の先端を切断した後さらに下降して、この切断によって形成された刃材３０を刃材形成手段１４の下方に送り込まれたカートン基材２に押付けることができるように設定されている。
【００４０】
上記カートン基材２は、複数枚が積層された状態で収納箱１８に収納されており、この収納箱１８から１枚ずつ取り出されて、コンベヤからなる上記搬送手段１５によって間歇的に刃材形成手段１４の下方に配設されたテーブル１７上に送り込まれるようになっている。
【００４１】
上記超音波ホーン１６は、テーブル１７の下方に配設されており、テーブル１７の間１７ａからカートン基材２の刃材３０が押付けられた部分に超音波を照射できるように構成されている。
【００４２】
このような溶着装置１を用いてカートン基材２に刃材３０を溶着するには、走行手段１５５によってシート３を走行させながら、樹脂塗布手段５３によって熱可塑性合成樹脂４をシート３の一方の面に塗布し、乾燥手段５４によって塗布した熱可塑性合成樹脂４を乾燥させる。
【００４３】
熱可塑性合成樹脂４が塗布されたシート３の先端は、走行手段１１によって刃材形成手段１４の上刃１４ａと下刃１４ｂとの間に送り込まれ、この状態で上刃１４ａを下降させることによりシート３の先端を切断して刃材３０を形成する。このシート３の先端を切断する際に、搬送手段１５によりカートン基材２を刃材形成手段１４の下方に送り込んでおけば、形成された刃材３０は、熱可塑性合成樹脂４が塗布された面を下にしたままカートン基材２上に落下する。
【００４４】
そして、上記上刃１４ａをさらに下降させることにより、上刃１４ａで刃材３０を押圧して刃材３０の下面をカートン基材２に押付ける。この状態のまま、カートン基材２の刃材３０が押付けられた部分に超音波ホーン１６から超音波を照射し、刃材３０の下面に塗布された熱可塑性合成樹脂４を溶融させることにより、刃材３０をカートン基材２に超音波溶着する。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の溶着装置１では、シート３に熱可塑性合成樹脂４を塗布する工程と、シート３を切断して刃材３０を形成し、この刃材３０をカートン基材２に溶着する工程とを連続して行うことができるため、従来行われていたラミネート加工したシートを製造する工程を省くことができ、安価に刃材３０をカートン基材２に溶着することができる。
【００４６】
また、シート３を合成樹脂で構成したから、紙製のシートを用いて刃材３０を構成するよりも刃材３０の耐久性を向上させることができるとともに、刃材３０を金属製とするよりも安全面に優れる。
【００４７】
さらには、シート３に塗布する熱可塑性合成樹脂４をシート３よりも溶け易い素材としたから、小さな超音波エネルギーで刃材３０をカートン基材２に超音波溶着することができ、コストを安くすることができる。
【００４８】
また、上記溶着装置１では、乾燥手段５４と樹脂塗布手段５３とを、シート３を上方に走行させるラインに沿って上下に並んで配設したから、装置の占有面積を小さくすることができる。
【００４９】
なお、図１〜図３に示す溶着装置１では、塗布・乾燥部５０とカット・溶着部１０とに分けられていて、それぞれの部５０，１０に走行手段５５，１１が設けられているが、図６に示す変形例の溶着装置１’のように、塗布・乾燥部５０とカット・溶着部１０とを分けずに、走行手段１１を１つだけ設けてもよい。
【００５０】
また、樹脂塗布手段５３としては、図６に示すように、熱可塑性合成樹脂４を収容するタンクと、このタンクに配管接続されて、熱可塑性合成樹脂４をシート３の下面に噴射して塗布するスプレーとを有した樹脂塗布手段５３’であってもよい。
【００５１】
さらには、乾燥手段５４としては、図６に示すような走行手段１１と樹脂塗布手段５３’の中間でシートの下面に沿って配設されたヒーターで構成される乾燥手段５４’あってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】カートン基材に刃材を溶着する装置の概略的な模式図である。
【図２】塗布・乾燥部の正面図である。
【図３】塗布・乾燥部の側面図である。
【図４】刃材が溶着された状態のカートン基材の平面図である。
【図５】カートンの斜視図である。
【図６】変形例の溶着装置の概略的な模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１’  溶着装置
１０  カット・溶着部
１１  走行手段
１４  刃材形成手段
１４ａ  上刃
１４ｂ  下刃
１５  搬送装置
１６  超音波ホーン
２  カートン基材
２０  カートン
３  シート
３０  刃材
４  熱可塑性合成樹脂
５０  塗布・乾燥部
５１  ドラム
５３，５３’  樹脂塗布手段
５４，５４’  乾燥手段
５５  走行手段
【図１】
2006192881.tif 000003
【図２】
2006192881.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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