(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に筒状シートを製造できる筒状シート製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】基材と基材の一方の面に形成された外面層と基材の他方の面に形成された溶着層とを有するシート１３を中空の筒状部２に挿入することにより、シート１３の両側縁の溶着層同士を対向させて重ね合わせて合掌部分１３ａを形成する合掌部分形成工程と、シート１３の合掌部分１３ａをシート１３の外面に沿わせて折重ね、合掌部分１３ａがシート１３の外面に沿って折重ねられた状態でシート１３の合掌部分１３ａを超音波溶着する溶着工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と基材の一方の面に形成された外面層と基材の他方の面に形成された溶着層とを有するシートを中空の筒状部に挿入することにより、シートの両側縁の溶着層同士を対向させて重ね合わせて合掌部分を形成する合掌部分形成工程と、
シートの合掌部分の一方の側面を合掌状態を維持させたままシートの外面に沿わせて折重ね、合掌部分がシートの外面に沿って折重ねられた状態でシートの合掌部分を超音波溶着する溶着工程と、
を備えることを特徴とする筒状シート製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の筒状シート製造方法であって、
前記合掌部分形成工程では、前記シートの合掌部分の少なくとも一部を仮溶着することを特徴とする筒状シート製造方法。
【請求項３】
基材と基材の一方の面に形成された外面層と基材の他方の面に形成された溶着層とを有するシートを、供給口から挿入して排出口から排出可能な中空の筒状部を備える筒状シート製造装置であって、
筒状部は、
シートの両側縁の溶着層同士を対向させて重ね合わせられた合掌部分を形成する合掌部分形成部と、
シートの合掌部分の一方の側面を合掌状態を維持したままシートの外面層に沿わせるようにして折り重ねる折重ね部と、を備え、
筒状シート製造装置は、シートの外面に沿って折重ねられた合掌部分を超音波溶着する超音波溶着機構を備えることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の筒状シート製造装置であって、
前記筒状部の内面は、断面Ｕ字形状部と、断面円形状部とを備え、
前記筒状部は、前記供給口から前記排出口に向かって、
前記断面Ｕ字形状部と、前記断面円形状部とが、順に配置されており、且つ、
前記断面Ｕ字形状部の開口部が前記断面円形状部へ向かって次第に狭くなるようにして互いに接続されていることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の筒状シート製造装置であって、
前記筒状部は、前記シートの両端を持ち上げるようにして前記断面Ｕ字形状部へと導くシート両端案内部を備えることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５の何れか１項に記載の筒状シート製造装置であって、
前記筒状部の中には、前記シートが挿通可能な隙間を存して前記シートを支えるコアが配置されていることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の筒状シート製造装置であって、
前記筒状部は、前記コアと接続される接続部を備えることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項８】
請求項３から請求項７の何れか１項に記載の筒状シート製造装置であって、
前記合掌部分の合掌状態を維持させるべく前記合掌部分の少なくとも一部を仮溶着する仮溶着機構が設けられていることを特徴とする筒状シート製造装置。
【請求項９】
請求項３から請求項８の何れか１項に記載の筒状シート製造装置であって、
前記超音波溶着機構は、前記合掌部分を超音波溶着すると同時に、前記合掌部分と、前記合掌部分が折重ねられた前記シートの外面とを溶着することを特徴とする筒状シート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状シート製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯状のシートの一方の側端を折り返して仮シールで固定し、フォーミングプレートに巻き回して折り返し部分に他方の側端を溶着して筒状シートを製造する筒状シート製造方法および製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６５５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、容易に筒状シートを製造できる筒状シート製造方法および製造装置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】
【０００５】
［１］上記目的を達成するため、本発明の筒状シート製造方法は、
基材（例えば、実施形態の基材１４。以下同一。）と基材の一方の面に形成された外面層（例えば、実施形態の外面層１５。以下同一。）と基材の他方の面に形成された溶着層（例えば、実施形態の溶着層１６。以下同一。）とを有するシート（例えば、実施形態のシート１３。以下同一。）を中空の筒状部（例えば、実施形態の筒状部２。以下同一。）に挿入することにより、シートの両側縁の溶着層同士を対向させて重ね合わせて合掌部分（例えば、実施形態の合掌部分１３ａ。以下同一。）を形成する合掌部分形成工程と、
シートの合掌部分の一方の側面を合掌状態を維持させたままシートの外面に沿わせて折重ね、合掌部分がシートの外面に沿って折重ねられた状態でシートの合掌部分を超音波溶着する溶着工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、容易に筒状シートを製造することができる。
【０００７】
［２］また、本発明においては、前記合掌部分形成工程では、前記シートの合掌部分の少なくとも一部を仮溶着することが好ましい。
【０００８】
本発明によれば、溶着する前に合掌部分がずれる虞が防止又は低減され、更に容易に筒状シートを製造することができる。
【０００９】
［３］本発明の筒状シート製造装置（例えば、実施形態の筒状シート製造装置１。以下同一。）は、
基材と基材の一方の面に形成された外面層と基材の他方の面に形成された溶着層とを有するシートを、供給口（例えば、実施形態の供給口６。以下同一。）から挿入して排出口（例えば、実施形態の排出口７。以下同一。）から排出可能な中空の筒状部を備える筒状シート製造装置であって、
筒状部は、
シートの両側縁の溶着層同士を対向させて重ね合わせられた合掌部分を形成する合掌部分形成部（例えば、実施形態の合掌部分形成部９。以下同一。）と、
シートの合掌部分の一方の側面を合掌状態を維持したままシートの外面層に沿わせるようにして折り重ねる折重ね部（例えば、実施形態の折重ね部１０。以下同一。）と、を備え、
筒状シート製造装置は、シートの外面に沿って折重ねられた合掌部分を超音波溶着する超音波溶着機構（例えば、実施形態の超音波溶着機構４。以下同一。）を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、容易に筒状シートを製造することができる。
【００１１】
［４］また、本発明においては、前記筒状部の内面は、断面Ｕ字形状部と、断面円形状部とを備え、前記筒状部は、前記供給口から前記排出口に向かって、前記断面Ｕ字形状部と、前記断面円形状部とが、順に配置されており、且つ、前記断面Ｕ字形状部の開口部（例えば、実施形態の開口部分９ａ。以下同一。）が前記断面円形状部へ向かって次第に狭くなるようにして互いに接続されていることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、シートを断面Ｕ字形状に湾曲させた後、溶着層同士を対向させてスムーズに合掌部分を形成することができる。
【００１３】
［５］また、本発明においては、前記筒状部は、前記シートの両端を持ち上げるようにして前記断面Ｕ字形状部へと導くシート両端案内部（例えば、実施形態のシート両端案内部８の底面８ａ及び側壁８ｂ）を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、シート両端案内部によってシートを断面Ｕ字形状部へスムーズに案内することができ、単位時間当たりの筒状シートの製造量を増加させることができる。
【００１５】
［６］また、本発明においては、前記筒状部の中には、前記シートが挿通可能な隙間を存して前記シートを支えるコア（例えば、実施形態のコア３。以下同一。）が配置されていることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、筒状部の中にコアが配置されることによって、筒状部に挿通されるシートが内側によれることを防止して、シートが形を崩すことを防止又は抑制することができる。
【００１７】
［７］また、本発明においては、前記筒状部は、前記コアと接続される接続部（例えば、実施形態の接続部１２。以下同一。）を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、筒状部とコアとの相対位置がずれることを防止することができる。また、コアを筒状部と接続部を介して接続することにより、シートを間違った位置に挿入しようとしてもシートが接続部に引っ掛かって挿入することができず、シートを筒状部への挿入間違えを防止又は抑制することができる。
【００１９】
［８］また、本発明においては、前記合掌部分の合掌状態を維持させるべく前記合掌部分の少なくとも一部を仮溶着する仮溶着機構（例えば、実施形態の仮溶着機構５。以下同一。）が設けられていることが好ましい。
【００２０】
本発明によれば、溶着する前に合掌部分がずれる虞が防止又は低減され、より確実に筒状シートを製造することができる筒状シート製造装置を提供することができる。
【００２１】
［９］また、本発明においては、前記超音波溶着機構は、前記合掌部分を超音波溶着すると同時に、前記合掌部分と、前記合掌部分が折重ねられた前記シートの外面とを溶着することが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、合掌部分を筒状に形成されたシートの外面に溶着させることができ、合掌部分が筒状のシートから再び起立状態となることを防止又は抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の筒状シート製造装置を供給口側から示す斜視図。
【図２】実施形態の筒状シート製造装置を排出口側から示す斜視図。
【図３】実施形態の筒状シート製造装置を示す平面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した状態を示す断面図。
【図５】図２の上部を取り除いた状態を示す斜視図。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線で切断した状態を示す断面図。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した状態を示す断面図。
【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した状態を示す断面図。
【図９】実施形態のシートを模式的に示す断面図。
【図１０】実施形態のシートの合掌部分を模式的に示す断面。
【図１１】実施形態のシートの合掌部分を超音波溶着させた状態を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示す実施形態の筒状シート製造装置１は、パウチなどを製造するために用いられる筒状シートを製造するものであり、中空の筒状部２と、筒状部２内に配置された円柱状のコア３と、超音波溶着機構４と、仮溶着機構５と、を備える。
【００２５】
図１に示す筒状シート製造装置１の右側の開口は、筒状部２内にシート１３が供給される供給口６である。図２は、図１の筒状シート製造装置１を１８０°回転して示しており、図２に示す筒状シート製造装置１の右側の開口（上方が解放されたＣ字状のスリット）は、筒状部２からシートが排出される排出口７である。
【００２６】
図３は、本実施形態の筒状シート製造装置１を上方から示した平面図であり、筒状部２は、供給口６から排出口７へ向かって、シート両端案内部８、合掌部分形成部９、折重ね部１０、からなる。
【００２７】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面を示す説明図である。シート両端案内部８は、図１の斜視図に示すように下端が水平の断面矩形状の供給口６から図４の断面に示すように次第に底面８ａの両端が上方に持ち上げられるようにして曲率半径が次第に小さくなるように湾曲していく。そして、図５に上部を省略して示すように、シート両端案内部８は、途中から側壁８ｂの幅も徐々に狭まって行き、最終的には、コア３の直径よりも若干大きな幅となる。また、シート両端案内部８では、天板１１が設けられており、コア３は天板１１に接続部１２を介して接続されている。これにより、コア３と筒状部２との相対的な位置が変動することを防止している。また、接続部１２を設けることにより、シートを筒状部２内に供給する際に、誤って、コア３の上方にシートを挿入することを防止することができる。
【００２８】
図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面を示す説明図である。図６から明らかなように、合掌部分形成部９の上面は、シート両端案内部８の天板１１よりも低い位置に設定されており、コア３の上端よりもシートの厚さを考慮した分だけ若干上に位置するように設定されている。合掌部分形成部９の上面に、仮溶着機構５が設置される。なお、仮溶着機構５の高さはスペーサ等で調節することもできるため、合掌部分形成部９の上面は、コア３の上端と同一に設定してもよい。
【００２９】
図２及び図３を参照して、合掌部分形成部９のコア３上の開口部分９ａは、排出口７へ向かうに従って次第に幅が狭くなっていくように形成されている。これにより、筒状部２に供給口６から挿入されてＵ字状に変形したシートの両側縁は、合掌部分形成部９の上面よりも上方に飛び出した状態で、次第に両端縁が合掌状態となるように、合掌部分形成部９の開口部分で案内される。本実施形態においては、合掌部分形成部９の供給口６側が本発明の断面Ｕ字形状部に該当し、合掌部分形成部９の排出口７側および折重ね部１０が本発明の断面円形状部に該当する。
【００３０】
仮溶着機構５は、ホーン５ａとアンビル５ｂとを備える超音波溶着装置で構成されており、合掌部分形成部９の上面の排出口７側に設置され、ホーン５ａとアンビル５ｂとの間にシートの合掌部分１３ａが挿通される。仮溶着機構５を超音波溶着装置で仮止めすることにより、シートの合掌部分１３ａをスムーズに仮止めすることができる。
【００３１】
図７は、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した断面を示している。図７から明らかなように、折重ね部１０は、シートの合掌部が挿通されるコア３上の開口部を境界として、一方（図７では左側。図２では、左下側。）が合掌部分形成部９の上面よりも低く設定されており、他方側（図７では右側。図２では、右上側。）は、合掌部分形成部９の上面と同一平面に設定されている。このように、一方が低く設定されていることにより、シートの合掌部分１３ａを一方側へ寝かせることが可能となる。
【００３２】
図８は、図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面を示している。超音波溶着機構４は、ホーン４ａとアンビル４ｂを備え、アンビル４ｂは、コア３に埋め込まれている。図２から明らかなように、超音波溶着機構４は、折重ね部１０の上面の排出口７側に位置している。この超音波溶着機構４によって、合掌部分１３ａがアンビル４ｂとホーン４ａとの間に挿通されることにより、合掌部分１３ａが合掌状態を維持したまま円筒状のシートの外面に沿うようにして折重ねられると同時に、一方側に寝かせられたシートの合掌部分１３ａを本溶着させるものである。
【００３３】
図９は、本実施形態の筒状シート製造装置１に供給されるシート１３を模式的に示している。図９では、説明の便宜上、シート１３が厚く表示されているが、実際には、薄いシートである。シート１３は、帯状の基材１４と、基材１４の一方の面（図９では下方の面）に形成された外面層１５と、基材１４の他方の面（図９では上方の面）に形成された溶着層１６とを備える。外面層１５には、筒状シートが後にパウチ等の包装体とされたときに包装された商品を表示するための印刷が施されていてもよい。
【００３４】
溶着層１６は、塩素系樹脂である酸素ガスバリア性のある塩化ビニリデン系共重合体、または非塩素系樹脂であるオレフィン系樹脂若しくはポリアミドなどを用いてもよい。オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・アルキル（メタ）アクリレート共重合体、４メチルペンテン重合体の単体又はこれらの混合物を用いることができ、またはエチレン・メチルアクリレート共重合体を主とするポリプロピレンとの混合物又はポリプロピレンであってもよい。
【００３５】
図１０は、合掌部分形成部９で合掌状態とされ仮溶着されたシート１３の合掌部分１３ａを拡大して模式的に示している。図１０から明らかなように、シート１３の合掌部分１３ａは、溶着層１６が向かい合うようにして構成されており、これにより、仮溶着機構５によって、溶着層１６同士の少なくとも一部が溶着されて仮止めされる。
【００３６】
図１１は、折重ね部１０でシート１３の合掌部分１３ａの一方の側面が合掌状態を維持させたまま円筒状のシート１３の外面に沿うように折重ねられて、超音波溶着機構４で合掌部分１３ａが本溶着された状態を模式的に示している。
【００３７】
次いで、以上のように構成された筒状シート製造装置１を用いた筒状シートの製造方法を説明する。
【００３８】
まず、シート１３を供給口６から筒状部２に挿入する。このとき、シート１３の溶着層１６が上方を向くように筒状部２に挿入するとともに、且つ、シート１３が筒状部２の底面（合掌部分形成部９の底面）とコア３との間に位置するようにシート１３を供給する。ここで、コア３は接続部１２を介して合掌部分形成部９の天板１１に接続されているため、シート１３を誤ってコア３の上方に挿入してしまうことを防止することができる。
【００３９】
次いで、シート両端案内部８でシート１３の両側縁を次第に持ち上げて断面Ｕ字形状とする（Ｕ字形状形成工程）。次いで、断面Ｕ字形状のシート１３は、合掌部分形成部９に供給されて、シート１３の合掌部分１３ａが仮溶着される（合掌部分形成工程）。合掌部分１３ａを仮溶着することにより、合掌部分１３ａを本溶着する前に合掌部分１３ａの合掌状態が維持できずに、重ね合わされた溶着層１６同士の位置がずれる虞を防止又は低減することができる。
【００４０】
次いで、筒状となったシートが折重ね部１０に連続的に供給されて、シート１３の合掌部分１３ａが超音波溶着機構４に向かって次第にシート１３の外面に折重ねられるように寝かせられていき、超音波溶着機構４で本溶着される（溶着工程）。このようにして、筒状シートが完成する。この後、筒状シートは、所定の長さで切断されてパウチ等を製造するために用いられる。
【００４１】
本実施形態の筒状シート製造装置１によれば、筒状部２によって、帯状のシート１３の両側端を合掌状態として合掌部分１３ａを仮止めし、その後、合掌部分１３ａを筒状のシート１３の外面に沿わせるように寝かせて折重ねて、合掌部分１３ａを筒状のシート１３の内側に配置したアンビル４ｂと外側に配置したホーン４ａとで挟み込んで超音波溶着することができる。従って、筒状部２内にシート１３を通すだけで合掌部分１３ａを形成した後、合掌部分１３ａを筒状のシート１３の外面に寝かせながら折重ねるとともに合掌部分１３ａを溶着した筒状のシート１３を連続的に製造することができ、従来と比較して、筒状のシート１３の製造スピードを向上させることができる。
【００４２】
また、シート両端案内部８によってシート１３を断面Ｕ字形状部を備える合掌部分形成部９へスムーズに案内することができ、単位時間当たりの筒状シートの製造量を更に増加させることができる。また、筒状部２の中にコア３が配置されることによって、筒状部２に挿通されるシート１３が筒状部２の内側によれることを防止して、シート１３が形を崩すことを防止又は抑制することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、コア３を備えるものを説明したが、本発明の筒状シート製造装置及び製造方法は、これに限らず、コア３は省略してもよい。また、本実施形態では、筒状部２とコア３とを接続部１２で接続して、筒状部２とコア３との相対的な位置ずれを防止したものを説明したが、本発明の筒状シート製造装置及び製造方法は、これに限らず、筒状部２とコア３とが接続されていなくてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、シート両端案内部８が筒状であり、天板１１を備えるものを説明したが、本発明の筒状シート製造装置は、天板を備えていなくてもよい。
【００４５】
また、断面Ｕ字形状部やコア３の断面形状は、実施形態で説明した形状に限らず、シートの材質等に応じて適宜変更させてもよい。例えば、断面Ｕ字形状部を断面壺型形状としてもよく、また、コアの断面を楕円形状としてもよい。また、断面Ｕ字形状から断面壺型形状へ、又は、断面円形状から断面楕円形状に連続的に変化させるものであってもよい。
【００４６】
また、シート１３の外面層１５にも溶着可能な材質を用いて、溶着工程にて、合掌部分１３ａをシート１３の外面に折重ねられるように寝かせられて、合掌部分１３ａを溶着するときに、同時に折重ねられたシート１３の外面層１５同士も溶着されるように構成してもよい。このとき、外面層１５同士は、少なくとも一部が溶着された仮溶着であってもよいし、すべて完全に溶着された本溶着であってもよい。このように構成すれば、合掌部分を筒状に形成されたシートの外面に溶着させることができ、合掌部分が筒状のシートから再び起立状態となることを防止又は抑制することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…筒状シート製造装置、  ２…筒状部、  ３…コア、  ４…超音波溶着機構、  ５…仮溶着機構、  ６…供給口、  ７…排出口、  ８…シート両端案内部、  ８ａ…底面、  ８ｂ…側壁、  ９…合掌部分形成部、  ９ａ…開口部分、  １０…折重ね部、  １１…天板、  １２…接続部、  １３…シート、  １３ａ…合掌部分、  １４…基材、  １５…外面層、  １６…溶着層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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