ヒートシール装置
【課題】シール強度が不安定になり難いヒートシール装置を提供すること。
【解決手段】本発明のヒートシール装置１Ａは、重ね合わされた帯状の被加工シート２を、一対のシールブロック体３間に供給通過させて、被加工シート２に間欠的にシールを施す装置である。各シールブロック体３は、被加工シート２にシールを施すシールブロック体３の先端に固定されたパターンブロック４と、シールブロック体３の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５とを有している。ヒーターブロック５は、パターンブロック４と離間可能に備えられている。ヒートシール装置１Ａは、一対のパターンブロック４により被加工シート２を挟み付けてシールする。各シールブロック体３のヒーターブロック５は、シール時にパターンブロック４と離間し、シール後にパターンブロック４と接触する。
【解決手段】本発明のヒートシール装置１Ａは、重ね合わされた帯状の被加工シート２を、一対のシールブロック体３間に供給通過させて、被加工シート２に間欠的にシールを施す装置である。各シールブロック体３は、被加工シート２にシールを施すシールブロック体３の先端に固定されたパターンブロック４と、シールブロック体３の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５とを有している。ヒーターブロック５は、パターンブロック４と離間可能に備えられている。ヒートシール装置１Ａは、一対のパターンブロック４により被加工シート２を挟み付けてシールする。各シールブロック体３のヒーターブロック５は、シール時にパターンブロック４と離間し、シール後にパターンブロック４と接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱板式，超音波式，熱風式，インパルス式等の熱源のヒートシール装置が知られ、シール装置の機構としては、回転式（ロータリー式），往復式（レシプロ式）の機構が知られている。更に、回転式（ロータリー式），往復式（レシプロ式）のシール装置の機構それぞれは、シール時間を長くするように工夫され、所謂ボックスモーション式の機構，速度可変式の機構のヒートシール装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ボックスモーションの１サイクル時間を一定にした状態で、かつ一定のストロークのシール距離に対してボックスモーションの１サイクル中のシール時間が相対的に長くなるように制御したボックスモーション型エンドシール（横シール）・カット装置が記載されている。
【０００４】
しかしながら、十分な熱量を供給する特許文献１に記載のボックスモーション式のシール装置においてでも、シール強度が不安定になる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５０９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、シール強度が不安定になり難いヒートシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、重ね合わされた帯状の被加工シートを、相対向する一対のシールブロック体間に供給通過させて、該被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置であって、一対の前記シールブロック体それぞれは、前記被加工シートにシールを施す該シールブロック体の先端に固定されたパターンブロックと、該シールブロック体の内部に、該パターンブロックを加熱するヒーターブロックとを有し、前記ヒーターブロックは、前記パターンブロックと離間可能に備えられており、相対向する一対の前記パターンブロックにより前記被加工シートを挟み付けてシールし、一対の前記シールブロック体の前記ヒーターブロックそれぞれは、シール時に前記パターンブロックと離間し、シール後に前記パターンブロックと接触するヒートシール装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のヒートシール装置によれば、シール強度が不安定になり難い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のヒートシール装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示すヒートシール装置におけるシールブロック体の正面図である。
【図３】図３は、図２に示すＹ１−Ｙ１線断面図である。
【図４】図４は、図１に示すヒートシール装置を用いて帯状の被加工シートに間欠的にシールを施す工程を説明する図である。
【図５】図５は、本発明のヒートシール装置の他の実施形態を模式的に示す図である。
【図６】図６は、図５に示すヒートシール装置におけるシールブロック体の正面図である。
【図７】図７は、図６に示すＹ２−Ｙ２線断面図である。
【図８】図８は、図５に示すヒートシール装置を用いて帯状の被加工シートに間欠的にシールを施す工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のヒートシール装置をその好ましい第１実施態様に基づき、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１１】
第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、図１に示すように、重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のシールブロック体３，３間に供給通過させて、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施し、シール部２０を形成する装置である。シール部２０では、重ね合わされた帯状の被加工シート２が接合されている。ヒートシール装置１Ａは、相対向する一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けてシールし、一対のシールブロック体３のヒーターブロック５それぞれは、シール時にパターンブロック４と離間し、シール後にパターンブロック４と再び接触するように形成されている。以下の説明では、図１に示すように、帯状の被加工シート２の供給方向をＸ方向とし、帯状の被加工シート２の幅方向（供給方向に直交する方向）をＺ方向とし、一対のシールブロック体３，３の対向する方向をＹ方向として説明する。
【００１２】
詳述すると、第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、図１に示すように、一対の直方体状の移動体１０，１０を備え、各移動体１０の先端（Ｙ方向における帯状の被加工シート２を挟む側の先端）に、シールブロック体３を備えている。一対のシールブロック体３，３それぞれは、図２に示すように、帯状の被加工シート２にシールを施すシールブロック体３の先端に固定されたパターンブロック４と、シールブロック体３の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５とを有している。具体的には、図２，図３に示すように、各シールブロック体３は、周面を形成する一対のプレート５６，５６と、底面を形成するエンドプレート５７とを有し、一対のプレート５６，５６と、エンドプレート５７とにより、パターンブロック４及びヒーターブロック５を保持している。
【００１３】
相対向する一対の移動体１０，１０は、ピストンシリンダー（不図示）により、Ｙ方向に移動可能であり、一対の移動体１０，１０の先端に配されたシールブロック体３，３同士で帯状の被加工シート２を挟み、帯状の被加工シート２を挟んだ状態で、コンベア（不図示）により、Ｘ方向に、帯状の被加工シート２と並走可能に設けられている。移動体１０の動作（ピストンシリンダー及びコンベアの動作）の制御は、ヒートシール装置１Ａに備えられた、制御手段（不図示）により、所定の動作シーケンスに従って制御されている。このように、第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、所謂、ボックスモーション式のシール装置である。
【００１４】
一対のシールブロック体３それぞれは、図２に示すように、正面視して矩形状のものである。各シールブロック体３には、図２，図３に示すように、一対のプレート５６，５６の先端部に、帯状の被加工シート２にシールを施すパターンブロック４が固定されており、一対のプレート５６，５６の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５を備えている。シールブロック体３のプレート５６は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属で形成されていてもよく、耐熱性樹脂で形成されていてもよい。
【００１５】
一対のシールブロック体３それぞれのパターンブロック４は、図２に示すように、直方体状のものであり、シールブロック体３の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って配設固定されている。各シールブロック体３の天面を構成するパターンブロック４の幅（Ｚ方向の長さ）（Ｗ１）は、帯状の被加工シート２の幅（Ｚ方向の長さ）（Ｗ０）よりも長く形成されていることが好ましく、パターンブロック４を加熱したときＺ方向の中央部分に比べてＺ方向の両端部分の温度が低下してしまう観点から、具体的には、被加工シート２の幅（Ｗ０）に対するパターンブロック４の幅（Ｗ１）の値（Ｗ１／Ｗ０）が、１．３倍以上であることが好ましい。パターンブロック４の幅（Ｗ１）は、シールする対象物に応じて適宜調整することができ、例えば、使い捨ておむつの所謂サイドシール部の形成においては、パターンブロック４のＺ方向の長さを１００〜３００mm、Ｘ方向の長さを３０〜４０mm、Ｙ方向の厚みを２０〜４０mm程度に調整する。
【００１６】
第１実施形態の各パターンブロック４においては、Ｘ方向の両角部は、図３に示すように、角部で帯状の被加工シート２にダメージを与えないように、面取りしておくのが好ましい。パターンブロック４の先端には、ヒートシールパターンが施されており、シール時に、帯状の被加工シート２にそのシールパターンが転写される。転写されるシールパターンの形状としては、ストライプ状、ドット状等が挙げられる。ヒートシールパターンは、パターンブロック４の先端の後述する一対の貫通口４１，４１同士の間の領域、即ち、帯状の被加工シート２に接触する領域に施されており、後述する貫通口４１よりＺ方向の外方の領域、即ち、帯状の被加工シート２に接触しない領域には施されていない。パターンブロック４は、帯状の被加工シート２に接触する領域（シールパーターン形成面）にのみ加圧力を掛け、温度をある程度均一にする観点から、帯状の被加工シート２に接触しない領域を、帯状の被加工シート２に接触する領域（シールパーターン形成面）より一段低く削っておくことが好ましい。パターンブロック４は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属性のブロックで形成されている。
【００１７】
シールブロック体３は、第１実施形態においては、シールブロック体３の各パターンブロック４に、図２，図３に示すように、Ｙ方向に貫通する貫通口４１を有している。第１実施形態において、貫通口４１は、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４に形成されている。また、貫通口４１は、図２に示すように、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４のＺ方向の両端部４ａ，４ａそれぞれに、Ｙ方向に貫通する貫通口４１を有している。貫通口４１は、貫通口４１同士の間の距離が、帯状の被加工シート２の幅（Ｗ０）よりも長くなる位置に形成されている。また、第１実施形態の各パターンブロック４は、図３に示すように、後述するヒーター５１の温度を調整するための温度センサ５２を備えており、貫通口４１に重ならない位置に、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２が、一方の端部４ａから長手方向（Ｚ方向）の中央近傍にまで延びている。なお、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２は、温度センサ５２の配置位置が、パターンブロック４の表面付近が好ましい観点から、パターンブロック４の表面付近に形成されていることが好ましく、後述する空気口４３と同様に長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びる貫通口としてもよい。
【００１８】
また、各パターンブロック４は、更にパターンブロック４の温度を下げる冷却手段を備えていてもよい。第１実施形態の各パターンブロック４には、図２，図３に示すように、貫通口４１及び穴４２に重ならない位置に、長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びる空気口４３が形成されている。第１実施形態においては、図３に示すように、穴４２と空気口４３との間に貫通口４１が配されている。冷却手段は、任意のタイミングで、貫通する空気口４３に空気を噴き通すことによりパターンブロック４の温度を下げる。
【００１９】
本発明の各ヒーターブロック５は、図２，図３に示すように、パターンブロック４と離間可能に備えられている。各ヒーターブロック５は、パターンブロック４を加熱するものであり、各ヒーターブロック５には、図２，図３に示すように、ヒーターブロック５を加熱するヒーター５１が備えられている。パターンブロック４と離間可能に備えられている。第１実施形態の各ヒーターブロック５は、図２，図３に示すように、パターンブロック４の各貫通口４１内を移動自在に嵌挿された突出杆５３と、突出杆５３の反対側に配されたスプリング５４とを有している。ヒーターブロック５は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属性のブロックで形成されている。
【００２０】
第１実施形態のヒーター５１は、図２に示すように、ヒーターブロック５の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びており、２個のヒーター５１が、図３に示すように、Ｙ方向の中央部に、Ｙ方向に間隔を空けて並置されている。上述したように、第１実施形態においては、ヒーター５１の温度を調整するための温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されている。
【００２１】
ヒーター５１としては、カートリッジヒーター、ラバーヒーター、プレートヒーター等が挙げられ、高寿命・高電力密度の観点から、カートリッジヒーターが好ましく用いられる。第１実施形態のヒーター５１は、図２に示すように、ヒーターブロック５に開けた貫通穴に配される。ヒーターブロック５の温度を均一化させる観点から、ヒーターブロック５のＺ方向の両端部間に亘って配することが好ましい。
【００２２】
第１実施形態の突出杆５３は、Ｙ方向に長い棒状のピンであり、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが接触している場合には、その先端部が、パターンブロック４のシールパターン形成面から突出している。突出杆５３においては、シールパターン形成面から突出している部分の長さは、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間した際に、パターンブロック４の表面温度が低下するのに十分な長さであればよく、対象物の厚み、溶着温度、シール時間等の条件を考慮して調整する。例えば、突出杆５３のシールパターン形成面から突出している部分の長さは、帯状の被加工シート２の厚みよりも長いことが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
前述したように、パターンブロック４の貫通口４１同士の間の距離は、帯状の被加工シート２の幅（Ｗ０）よりも長くなる位置に形成されているため、貫通口４１内に嵌挿された突出杆５３が、帯状の被加工シート２に接触することはない。尚、第１実施形態においては、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とは、互いに接触しない位置に配されていることが好ましい。その理由は、スプリング５４のバランスの影響を受けてしまい、一方のヒーターブロック５の離間するタイミングが遅くなってしまう可能性があり、また、各シールブロック体３においても、ヒーターブロック５が離間するタイミングが左右でずれ、ヒーターブロック５が傾いてしまう可能性があるためである。従って、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とは、X方向には、同じ位置に配されていてもよいが、Z方向には、ずれた位置に配されている方が好ましい。
【００２４】
突出杆５３の材料としては、樹脂、鉄鋼・ステンレス等の金属が挙げられ、熱伝導の観点から、熱伝導率の低い耐熱樹脂を好ましく用いることができる。
【００２５】
第１実施形態のスプリング５４は、図３に示すように、ヒーターブロック５のＹ方向における、突出杆５３の配された面と反対側の面に配されている。スプリング５４は、一端がヒーターブロック５に固定され、他端がシールブロック体３の底面を形成するエンドプレート５７の上面に設けられた穴にはめ込まれている。エンドプレート５７の上面の穴は、スプリング５４の他端が当接する部分に形成される。上述したように、スプリング５４の他端をエンドプレート５７に固定するのではなく、穴にはめ込む理由は、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間する際に、穴の内部でスプリング５４を摺動させ、エンドプレート５７とスプリング５４との干渉を抑えるためである。
【００２６】
第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、シール時には、突出杆５３が押されると、スプリング５４の弾性力に抗して、突出杆を介して、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間し、シール後には、スプリング５４の付勢力により、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再び接触するように形成されている。
【００２７】
ヒートシール装置１Ａは、制御手段（不図示）を備えており、該制御手段は、前述した移動体１０の動作（ピストンシリンダー及びコンベアの動作）の制御、ヒーターブロック５の内部に配されたヒーター５１の温度制御、冷却手段による空気を噴き通すタイミングの制御を、所定の動作シーケンスに従って制御している。
【００２８】
次に、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施すヒートシール装置１Ａの作用を、図４を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のシールブロック体３，３間に供給する。図４（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が互いに離れている状態であるため、各シールブロック体３に設けられたパターンブロック４は、ヒーターブロック５と接触しており、ヒーターブロック５により十分に加熱されている。
【００３０】
次に、一対のシールブロック体３，３を互いに近接するように移動させる。その際、パターンブロック４が帯状の被加工シート２に接触する前に、帯状の被加工シート２の幅よりも広い位置に設けられ、且つ帯状の被加工シート２の厚みよりも突出しているヒーターブロック５に設けられた各突出杆５３が、相対向する他方のパターンブロック４の表面に接触する。一対のシールブロック体３，３が互いに更に近づくにつれて、各突出杆５３が、相対向するパターンブロック４により押圧され、突出杆５３を押し込む押圧力にともない、スプリング５４の弾性力に抗して、ヒーターブロック５が突出杆５３を介してパターンブロック４と離間し始める。従って、一対のパターンブロック４により、帯状の被加工シート２を挟み付けてシールするシール時には、図４（ｂ）に示すように、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、パターンブロック４，４と完全に離間する。
【００３１】
シール時には、各パターンブロック４の持っていた熱量は、一対のパターンブロック４により挟み付けた帯状の被加工シート２を溶融するために奪われる。従って、帯状の被加工シート２の溶融にともない各パターンブロック４の温度は低下する。ここで、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出しても、各ヒーターブロックと各パターンブロック４とは完全に離間しているため、ボックスモーションの帯状の被加工シート２を挟んだ状態を維持している間、各パターンブロック４の温度は低下し続ける。一方、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出し続けているため、ヒーターブロック５は、ヒーター５１により設定温度以上に熱せられる。
【００３２】
帯状の被加工シート２の溶融部は、各パターンブロック４の温度が低下し、帯状の被加工シート２の材料の融点を下回ったところで、一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧状態を維持したまま、溶融状態から固化状態に移行する。ここで、パターンブロック４の温度低下の程度は、５℃以上であることが好ましく、１０℃〜４０℃であることが更に好ましい。尚、第１実施形態においては、制御手段（不図示）を備えているため、空気口４３に空気を噴き通し、各パターンブロック４の温度を強制的に低下させることもできる。尚、この溶融部の固化した間欠的に形成されたシール部２０（図１参照）を、次工程で切断離間することにより、製品を連続して生産することができる。
【００３３】
次に、各シールブロック体３が、相対向する他方のパターンブロック４と離れ始めるにつれて、スプリングの付勢力により、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが近づき始める。そして、シール後には、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、図４（ａ）に示すように、パターンブロック４，４と完全に接触し、ヒーターブロック５の突出杆５３は、その先端が、パターンブロック４のシールパターン形成面から突出した元の状態に戻る。
【００３４】
シール後に、各ヒーターブロック５がパターンブロック４と接触した際には、温度の低下した各パターンブロック４が、設定温度以上に熱せられた各ヒーターブロック５から熱量の供給を受け、各パターンブロック４は、短時間で設定温度まで回復することができる。
従って、ヒートシール装置１Ａによれば、帯状の被加工シート２を一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧した状態を維持したまま、各パターンブロック４の温度を低下させ、帯状の被加工シート２の溶融部を溶融状態から固化状態に移行することができるので、施されたシール部２０のシール強度が不安定になり難い。また、上述したように、シール後に、各パターンブロック４が短時間で設定温度まで回復するので、帯状の被加工シート２に間欠的にシール部２０を連続的に施すことができる。
【００３５】
前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２としては、紙や不織布や樹脂フィルム等の積層体、２種以上の不織布の積層体、樹脂フィルムと不織布との積層体、筒形状の袋内に内容物（お菓子類、ウエットティシュ等）を装填したもの（例えば特開２００７−５０９３４号公報の図１に示されるもの）、吸収性本体とともに二つ折りされた外包材の連続体からなる帯状のおむつ連続体（例えば特開２００８−１３７２７１号公報の図３に示されるもの）を用いることができる。尚、帯状の被加工シート２が、帯状のおむつ連続体である場合には、施されたシール部２０が、所謂サイドシール部となる。被加工シート２の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
【００３６】
以下、本発明のヒートシール装置をその好ましい第２実施態様に基づき、図５〜図８を参照しながら説明する。
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂ（以下、「ヒートシール装置１Ｂ」ともいう）については、第１実施形態のヒートシール装置１Ａと異なる点について説明する。特に説明しない点は、第１実施形態のヒートシール装置１Ａと同様であり、第１実施形態のヒートシール装置１Ａの説明が適宜適用される。
【００３７】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、図５に示すように、相対向する一対のロールを備えたロール回転式のシール装置である点が、ボックスモーション式のシール装置であるヒートシール装置１Ａと異なる。また、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、図６，図７に示すように、ヒーターブロック５の移動がエアーシリンダー５５である点が、スプリング５４の利用であるヒートシール装置１Ａと異なる。
【００３８】
ヒートシール装置１Ｂは、図５に示すように、相対向する一対の円筒形状の加工ロール（以下、単に「ロール」ともいう。）１１，１１を備え、各ロール１１の周面に、シールブロック体３を備えている。一対のロール１１，１１は、それらの回転軸に駆動手段（図示せず）からの駆動力が伝達されることによって同期して回転するように設けられている。ヒートシール装置１Ｂは、一対のロール１１，１１が回転しているときに、シールブロック体３，３同士で帯状の被加工シート２を挟むように形成されている。一対のロール１１，１１の駆動手段の制御は、ヒートシール装置１Ｂに備えられた、制御手段（不図示）により、シール時間が相対的に長くなるような変速回転速度に制御されている。具体的には、一対のロール１１，１１は、ロールの回転を変速的に制御されており、シールしているときには低速に回転又は一時的に回転を停止するように制御されており、シール時以外のときには高速に回転するように制御されている。このように、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、所謂、速度可変に制御されたロール回転式のシール装置である。
【００３９】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、一対のシールブロック体３それぞれの先端に配されたパターンブロック４には、図６，図７に示すように、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような貫通口４１が形成されていない。また、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、図６，図７に示すように、パターンブロック４には、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２が形成されているが、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような空気口４３は形成されていない。尚、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂのパターンブロック４においても、必要に応じて、冷却手段の空気口４３を設けてもよい。
【００４０】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、図６，図７に示すように、一対のシールブロック体３それぞれの内部に配されたヒーターブロック５には、パターンブロック４と反対側に空気等の圧縮によるエアーシリンダー５５が配されており、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような突出杆５３は配されていない。第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、エアーシリンダー５５は、制御手段（不図示）によって制御され、該制御手段によるエアーシリンダー５５の制御により、シール時には、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間し、シール後には、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再び接触するように形成されている。具体的には、該制御手段（不図示）は、シールブロック体３の外部に設置した位置検出器（不図示）を備えている。該位置検出器は、各ロール１１のパターンブロック４の位置を検出し、その情報を信号として該制御手段に伝える。前記制御手段は、前記位置検出器からの信号に基づき、一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けたか否かを判断し、圧縮空気によりエアーシリンダー５５を動かし、ヒーターブロック５を、パターンブロック４から離間させたり、パターンブロック４に接触させたりする。
【００４１】
第２実施形態のヒーター５１は、図６に示すように、ヒーターブロック５の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びており、２個のヒーター５１が、図７に示すように、Ｙ方向の中央部に、Ｙ方向に間隔を空けて並置されている。第２実施形態においては、ヒーター５１の温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されている。
【００４２】
ヒートシール装置１Ｂは、制御手段（不図示）を備えており、該制御手段は、前述したロール１１の回転速度の制御、ヒーターブロック５の内部に配されたヒーター５１の温度制御、前述したエアーシリンダー５５の動作を、所定の動作シーケンスに従って制御している。
【００４３】
次に、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施すヒートシール装置１Ｂの作用を、図８を参照しながら説明する。
【００４４】
まず、前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のロール１１，１１間に供給する。図８（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が互いに離れている状態であるため、各シールブロック体３に設けられたパターンブロック４は、ヒーターブロック５と接触しており、ヒーターブロック５により十分に加熱されている。
【００４５】
次に、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４が帯状の被加工シート２に接触して、各パターンブロック４に負荷がかかると、その負荷による移動位置が位置検出器（不図示）によって検出され、位置検出器（不図示）は、その情報を信号として前記制御手段（不図示）に伝える。前記制御手段（不図示）は、位置検出器（不図示）からの信号を受信し、所定の設定の位置に達すると、一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けたと判断し、エアーシリンダー５５を稼働させ、ヒーターブロック５がパターンブロック４と離間する。このように、シール時には、図８（ｂ）に示すように、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、パターンブロック４，４と完全に離間する。尚、第２実施形態のエアーシリンダー５５は、圧縮空気により、検出信号がでたときにパターンブロック４とヒーターブロック５とを離間させ、それ以外のときには接触させるように、制御されているが、シリンダーによっては、離間は圧縮空気で行い、接触はスプリングの付勢力、または離間はスプリングの付勢力で行い、接触は圧縮空気で行ってもよい。また、位置検出器（不図示）以外に、パターンブロック４にかかる負荷を検出する負荷検出器を用いて制御してもよい。
【００４６】
シール時には、各パターンブロック４の持っていた熱量は、一対のパターンブロック４により挟み付けた帯状の被加工シート２を溶融するために奪われる。従って、帯状の被加工シート２の溶融にともない各パターンブロック４の温度は低下する。ここで、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出しても、各ヒーターブロックと各パターンブロック４とは完全に離間しているため、帯状の被加工シート２を挟んだ状態の間、各パターンブロック４の温度は低下し続ける。一方、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出し続けているため、ヒーターブロック５は、ヒーター５１により設定温度以上に熱せられる。
【００４７】
帯状の被加工シート２の溶融部は、各パターンブロック４の温度が低下し、帯状の被加工シート２の材料の融点を下回ったところで、一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧状態を維持したまま、溶融状態から固化状態に移行する。
【００４８】
次に、一対のシールブロック体３，３のパターンブロック４，４同士がＹ方向に垂直になった時点で（垂直になるのと同時に）、パターンブロック４とヒーターブロック５とが離間し始める。そして、シール後、図８（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が、完全に被加工シート２を挟まない状態になったら、再度エアーシリンダー５５を稼働させ、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再度接触する。
【００４９】
シール後に、各ヒーターブロック５がパターンブロック４と接触した際には、温度の低下した各パターンブロック４が、設定温度以上に熱せられた各ヒーターブロック５から熱量の供給を受け、各パターンブロック４は、短時間で設定温度まで回復することができる。
従って、ヒートシール装置１Ｂによれば、帯状の被加工シート２を一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧した状態を維持したまま、各パターンブロック４の温度を低下させ、帯状の被加工シート２の溶融部を溶融状態から固化状態に移行することができるので、施されたシール部２０のシール強度が不安定になり難い。また、上述したように、シール後に、各パターンブロック４が短時間で設定温度まで回復するので、帯状の被加工シート２に間欠的にシール部２０を連続的に施すことができる。
【００５０】
本発明のヒートシール装置は、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂに何ら制限されるものではなく、適宜変更可能である。また、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおける各構成要件は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、適宜組み合わせて実施できる。例えば、第１の実施形態に第２の実施形態のヒーターブロック５の移動がエアーシリンダー５５で行われるタイプを用いてもよく、また、第２の実施形態に第１の実施形態のヒーターブロック５の移動が突出杆５３で行われるタイプを用いてもよい。
【００５１】
例えば、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおいては、図２，図６に示すように、２個のヒーター５１がヒーターブロック５内に配置されているが、１個でも３個以上でもよい。また、第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおいては、図２，図６に示すように、ヒーター５１の温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されているが、外部に配置されていてもよい。
【００５２】
また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、貫通口４１が、図２，図３に示すように、シールブロック体３の天面に配されたパターンブロック４に形成されているが、パターンブロック４に形成されていなくてもよく、シールブロック体に形成されていてもよい。また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、貫通口４１が、図２に示すように、長手方向（Ｚ方向）の両端部４ａ，４ａに設けられ（２個）、ヒーターブロック５は、各貫通口４１内を移動自在な突出杆５３を有しているが、貫通口４１は、１個でも３個以上でもよく、ヒーターブロック５は、貫通口４１の数に対応する突出杆５３を有していればよい。
【００５３】
また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とが、相対向する位置に配されていないが、相対向する位置に配されていてもよい。 また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３を互いに近接するように、各移動体１０を移動させているが、一方の移動体のみを駆動させてもよい。また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３それぞれが、ヒーターブロック５を有しているが、片方のみがヒーターブロック５を有する片側加熱式であってもよい。
【００５４】
また、図５に示す第１実施形態のロール回転式のヒートシール装置１Ｂでは、一対のシールブロック体３，３であったが、各ロール表面に相対向するシールブロック体３，３を複数対設けてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ．１Ｂ ヒートシール装置
２ 帯状の被加工シート
２０ シール部
３ シールブロック体
４ パターンブロック
４ａ 端部
４１ 貫通口
５ ヒーターブロック
５１ ヒーター
５２ 温度センサ
５３ 突出杆
５４ スプリング
５５ エアーシリンダー
５６ プレート
５７ エンドプレート
１０ 移動体
１１ ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱板式，超音波式，熱風式，インパルス式等の熱源のヒートシール装置が知られ、シール装置の機構としては、回転式（ロータリー式），往復式（レシプロ式）の機構が知られている。更に、回転式（ロータリー式），往復式（レシプロ式）のシール装置の機構それぞれは、シール時間を長くするように工夫され、所謂ボックスモーション式の機構，速度可変式の機構のヒートシール装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ボックスモーションの１サイクル時間を一定にした状態で、かつ一定のストロークのシール距離に対してボックスモーションの１サイクル中のシール時間が相対的に長くなるように制御したボックスモーション型エンドシール（横シール）・カット装置が記載されている。
【０００４】
しかしながら、十分な熱量を供給する特許文献１に記載のボックスモーション式のシール装置においてでも、シール強度が不安定になる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５０９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、シール強度が不安定になり難いヒートシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、重ね合わされた帯状の被加工シートを、相対向する一対のシールブロック体間に供給通過させて、該被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置であって、一対の前記シールブロック体それぞれは、前記被加工シートにシールを施す該シールブロック体の先端に固定されたパターンブロックと、該シールブロック体の内部に、該パターンブロックを加熱するヒーターブロックとを有し、前記ヒーターブロックは、前記パターンブロックと離間可能に備えられており、相対向する一対の前記パターンブロックにより前記被加工シートを挟み付けてシールし、一対の前記シールブロック体の前記ヒーターブロックそれぞれは、シール時に前記パターンブロックと離間し、シール後に前記パターンブロックと接触するヒートシール装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のヒートシール装置によれば、シール強度が不安定になり難い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のヒートシール装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示すヒートシール装置におけるシールブロック体の正面図である。
【図３】図３は、図２に示すＹ１−Ｙ１線断面図である。
【図４】図４は、図１に示すヒートシール装置を用いて帯状の被加工シートに間欠的にシールを施す工程を説明する図である。
【図５】図５は、本発明のヒートシール装置の他の実施形態を模式的に示す図である。
【図６】図６は、図５に示すヒートシール装置におけるシールブロック体の正面図である。
【図７】図７は、図６に示すＹ２−Ｙ２線断面図である。
【図８】図８は、図５に示すヒートシール装置を用いて帯状の被加工シートに間欠的にシールを施す工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のヒートシール装置をその好ましい第１実施態様に基づき、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１１】
第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、図１に示すように、重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のシールブロック体３，３間に供給通過させて、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施し、シール部２０を形成する装置である。シール部２０では、重ね合わされた帯状の被加工シート２が接合されている。ヒートシール装置１Ａは、相対向する一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けてシールし、一対のシールブロック体３のヒーターブロック５それぞれは、シール時にパターンブロック４と離間し、シール後にパターンブロック４と再び接触するように形成されている。以下の説明では、図１に示すように、帯状の被加工シート２の供給方向をＸ方向とし、帯状の被加工シート２の幅方向（供給方向に直交する方向）をＺ方向とし、一対のシールブロック体３，３の対向する方向をＹ方向として説明する。
【００１２】
詳述すると、第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、図１に示すように、一対の直方体状の移動体１０，１０を備え、各移動体１０の先端（Ｙ方向における帯状の被加工シート２を挟む側の先端）に、シールブロック体３を備えている。一対のシールブロック体３，３それぞれは、図２に示すように、帯状の被加工シート２にシールを施すシールブロック体３の先端に固定されたパターンブロック４と、シールブロック体３の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５とを有している。具体的には、図２，図３に示すように、各シールブロック体３は、周面を形成する一対のプレート５６，５６と、底面を形成するエンドプレート５７とを有し、一対のプレート５６，５６と、エンドプレート５７とにより、パターンブロック４及びヒーターブロック５を保持している。
【００１３】
相対向する一対の移動体１０，１０は、ピストンシリンダー（不図示）により、Ｙ方向に移動可能であり、一対の移動体１０，１０の先端に配されたシールブロック体３，３同士で帯状の被加工シート２を挟み、帯状の被加工シート２を挟んだ状態で、コンベア（不図示）により、Ｘ方向に、帯状の被加工シート２と並走可能に設けられている。移動体１０の動作（ピストンシリンダー及びコンベアの動作）の制御は、ヒートシール装置１Ａに備えられた、制御手段（不図示）により、所定の動作シーケンスに従って制御されている。このように、第１実施形態のヒートシール装置１Ａは、所謂、ボックスモーション式のシール装置である。
【００１４】
一対のシールブロック体３それぞれは、図２に示すように、正面視して矩形状のものである。各シールブロック体３には、図２，図３に示すように、一対のプレート５６，５６の先端部に、帯状の被加工シート２にシールを施すパターンブロック４が固定されており、一対のプレート５６，５６の内部に、パターンブロック４を加熱するヒーターブロック５を備えている。シールブロック体３のプレート５６は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属で形成されていてもよく、耐熱性樹脂で形成されていてもよい。
【００１５】
一対のシールブロック体３それぞれのパターンブロック４は、図２に示すように、直方体状のものであり、シールブロック体３の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って配設固定されている。各シールブロック体３の天面を構成するパターンブロック４の幅（Ｚ方向の長さ）（Ｗ１）は、帯状の被加工シート２の幅（Ｚ方向の長さ）（Ｗ０）よりも長く形成されていることが好ましく、パターンブロック４を加熱したときＺ方向の中央部分に比べてＺ方向の両端部分の温度が低下してしまう観点から、具体的には、被加工シート２の幅（Ｗ０）に対するパターンブロック４の幅（Ｗ１）の値（Ｗ１／Ｗ０）が、１．３倍以上であることが好ましい。パターンブロック４の幅（Ｗ１）は、シールする対象物に応じて適宜調整することができ、例えば、使い捨ておむつの所謂サイドシール部の形成においては、パターンブロック４のＺ方向の長さを１００〜３００mm、Ｘ方向の長さを３０〜４０mm、Ｙ方向の厚みを２０〜４０mm程度に調整する。
【００１６】
第１実施形態の各パターンブロック４においては、Ｘ方向の両角部は、図３に示すように、角部で帯状の被加工シート２にダメージを与えないように、面取りしておくのが好ましい。パターンブロック４の先端には、ヒートシールパターンが施されており、シール時に、帯状の被加工シート２にそのシールパターンが転写される。転写されるシールパターンの形状としては、ストライプ状、ドット状等が挙げられる。ヒートシールパターンは、パターンブロック４の先端の後述する一対の貫通口４１，４１同士の間の領域、即ち、帯状の被加工シート２に接触する領域に施されており、後述する貫通口４１よりＺ方向の外方の領域、即ち、帯状の被加工シート２に接触しない領域には施されていない。パターンブロック４は、帯状の被加工シート２に接触する領域（シールパーターン形成面）にのみ加圧力を掛け、温度をある程度均一にする観点から、帯状の被加工シート２に接触しない領域を、帯状の被加工シート２に接触する領域（シールパーターン形成面）より一段低く削っておくことが好ましい。パターンブロック４は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属性のブロックで形成されている。
【００１７】
シールブロック体３は、第１実施形態においては、シールブロック体３の各パターンブロック４に、図２，図３に示すように、Ｙ方向に貫通する貫通口４１を有している。第１実施形態において、貫通口４１は、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４に形成されている。また、貫通口４１は、図２に示すように、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４のＺ方向の両端部４ａ，４ａそれぞれに、Ｙ方向に貫通する貫通口４１を有している。貫通口４１は、貫通口４１同士の間の距離が、帯状の被加工シート２の幅（Ｗ０）よりも長くなる位置に形成されている。また、第１実施形態の各パターンブロック４は、図３に示すように、後述するヒーター５１の温度を調整するための温度センサ５２を備えており、貫通口４１に重ならない位置に、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２が、一方の端部４ａから長手方向（Ｚ方向）の中央近傍にまで延びている。なお、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２は、温度センサ５２の配置位置が、パターンブロック４の表面付近が好ましい観点から、パターンブロック４の表面付近に形成されていることが好ましく、後述する空気口４３と同様に長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びる貫通口としてもよい。
【００１８】
また、各パターンブロック４は、更にパターンブロック４の温度を下げる冷却手段を備えていてもよい。第１実施形態の各パターンブロック４には、図２，図３に示すように、貫通口４１及び穴４２に重ならない位置に、長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びる空気口４３が形成されている。第１実施形態においては、図３に示すように、穴４２と空気口４３との間に貫通口４１が配されている。冷却手段は、任意のタイミングで、貫通する空気口４３に空気を噴き通すことによりパターンブロック４の温度を下げる。
【００１９】
本発明の各ヒーターブロック５は、図２，図３に示すように、パターンブロック４と離間可能に備えられている。各ヒーターブロック５は、パターンブロック４を加熱するものであり、各ヒーターブロック５には、図２，図３に示すように、ヒーターブロック５を加熱するヒーター５１が備えられている。パターンブロック４と離間可能に備えられている。第１実施形態の各ヒーターブロック５は、図２，図３に示すように、パターンブロック４の各貫通口４１内を移動自在に嵌挿された突出杆５３と、突出杆５３の反対側に配されたスプリング５４とを有している。ヒーターブロック５は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属性のブロックで形成されている。
【００２０】
第１実施形態のヒーター５１は、図２に示すように、ヒーターブロック５の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びており、２個のヒーター５１が、図３に示すように、Ｙ方向の中央部に、Ｙ方向に間隔を空けて並置されている。上述したように、第１実施形態においては、ヒーター５１の温度を調整するための温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されている。
【００２１】
ヒーター５１としては、カートリッジヒーター、ラバーヒーター、プレートヒーター等が挙げられ、高寿命・高電力密度の観点から、カートリッジヒーターが好ましく用いられる。第１実施形態のヒーター５１は、図２に示すように、ヒーターブロック５に開けた貫通穴に配される。ヒーターブロック５の温度を均一化させる観点から、ヒーターブロック５のＺ方向の両端部間に亘って配することが好ましい。
【００２２】
第１実施形態の突出杆５３は、Ｙ方向に長い棒状のピンであり、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが接触している場合には、その先端部が、パターンブロック４のシールパターン形成面から突出している。突出杆５３においては、シールパターン形成面から突出している部分の長さは、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間した際に、パターンブロック４の表面温度が低下するのに十分な長さであればよく、対象物の厚み、溶着温度、シール時間等の条件を考慮して調整する。例えば、突出杆５３のシールパターン形成面から突出している部分の長さは、帯状の被加工シート２の厚みよりも長いことが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
前述したように、パターンブロック４の貫通口４１同士の間の距離は、帯状の被加工シート２の幅（Ｗ０）よりも長くなる位置に形成されているため、貫通口４１内に嵌挿された突出杆５３が、帯状の被加工シート２に接触することはない。尚、第１実施形態においては、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とは、互いに接触しない位置に配されていることが好ましい。その理由は、スプリング５４のバランスの影響を受けてしまい、一方のヒーターブロック５の離間するタイミングが遅くなってしまう可能性があり、また、各シールブロック体３においても、ヒーターブロック５が離間するタイミングが左右でずれ、ヒーターブロック５が傾いてしまう可能性があるためである。従って、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とは、X方向には、同じ位置に配されていてもよいが、Z方向には、ずれた位置に配されている方が好ましい。
【００２４】
突出杆５３の材料としては、樹脂、鉄鋼・ステンレス等の金属が挙げられ、熱伝導の観点から、熱伝導率の低い耐熱樹脂を好ましく用いることができる。
【００２５】
第１実施形態のスプリング５４は、図３に示すように、ヒーターブロック５のＹ方向における、突出杆５３の配された面と反対側の面に配されている。スプリング５４は、一端がヒーターブロック５に固定され、他端がシールブロック体３の底面を形成するエンドプレート５７の上面に設けられた穴にはめ込まれている。エンドプレート５７の上面の穴は、スプリング５４の他端が当接する部分に形成される。上述したように、スプリング５４の他端をエンドプレート５７に固定するのではなく、穴にはめ込む理由は、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間する際に、穴の内部でスプリング５４を摺動させ、エンドプレート５７とスプリング５４との干渉を抑えるためである。
【００２６】
第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、シール時には、突出杆５３が押されると、スプリング５４の弾性力に抗して、突出杆を介して、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間し、シール後には、スプリング５４の付勢力により、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再び接触するように形成されている。
【００２７】
ヒートシール装置１Ａは、制御手段（不図示）を備えており、該制御手段は、前述した移動体１０の動作（ピストンシリンダー及びコンベアの動作）の制御、ヒーターブロック５の内部に配されたヒーター５１の温度制御、冷却手段による空気を噴き通すタイミングの制御を、所定の動作シーケンスに従って制御している。
【００２８】
次に、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施すヒートシール装置１Ａの作用を、図４を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のシールブロック体３，３間に供給する。図４（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が互いに離れている状態であるため、各シールブロック体３に設けられたパターンブロック４は、ヒーターブロック５と接触しており、ヒーターブロック５により十分に加熱されている。
【００３０】
次に、一対のシールブロック体３，３を互いに近接するように移動させる。その際、パターンブロック４が帯状の被加工シート２に接触する前に、帯状の被加工シート２の幅よりも広い位置に設けられ、且つ帯状の被加工シート２の厚みよりも突出しているヒーターブロック５に設けられた各突出杆５３が、相対向する他方のパターンブロック４の表面に接触する。一対のシールブロック体３，３が互いに更に近づくにつれて、各突出杆５３が、相対向するパターンブロック４により押圧され、突出杆５３を押し込む押圧力にともない、スプリング５４の弾性力に抗して、ヒーターブロック５が突出杆５３を介してパターンブロック４と離間し始める。従って、一対のパターンブロック４により、帯状の被加工シート２を挟み付けてシールするシール時には、図４（ｂ）に示すように、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、パターンブロック４，４と完全に離間する。
【００３１】
シール時には、各パターンブロック４の持っていた熱量は、一対のパターンブロック４により挟み付けた帯状の被加工シート２を溶融するために奪われる。従って、帯状の被加工シート２の溶融にともない各パターンブロック４の温度は低下する。ここで、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出しても、各ヒーターブロックと各パターンブロック４とは完全に離間しているため、ボックスモーションの帯状の被加工シート２を挟んだ状態を維持している間、各パターンブロック４の温度は低下し続ける。一方、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出し続けているため、ヒーターブロック５は、ヒーター５１により設定温度以上に熱せられる。
【００３２】
帯状の被加工シート２の溶融部は、各パターンブロック４の温度が低下し、帯状の被加工シート２の材料の融点を下回ったところで、一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧状態を維持したまま、溶融状態から固化状態に移行する。ここで、パターンブロック４の温度低下の程度は、５℃以上であることが好ましく、１０℃〜４０℃であることが更に好ましい。尚、第１実施形態においては、制御手段（不図示）を備えているため、空気口４３に空気を噴き通し、各パターンブロック４の温度を強制的に低下させることもできる。尚、この溶融部の固化した間欠的に形成されたシール部２０（図１参照）を、次工程で切断離間することにより、製品を連続して生産することができる。
【００３３】
次に、各シールブロック体３が、相対向する他方のパターンブロック４と離れ始めるにつれて、スプリングの付勢力により、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが近づき始める。そして、シール後には、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、図４（ａ）に示すように、パターンブロック４，４と完全に接触し、ヒーターブロック５の突出杆５３は、その先端が、パターンブロック４のシールパターン形成面から突出した元の状態に戻る。
【００３４】
シール後に、各ヒーターブロック５がパターンブロック４と接触した際には、温度の低下した各パターンブロック４が、設定温度以上に熱せられた各ヒーターブロック５から熱量の供給を受け、各パターンブロック４は、短時間で設定温度まで回復することができる。
従って、ヒートシール装置１Ａによれば、帯状の被加工シート２を一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧した状態を維持したまま、各パターンブロック４の温度を低下させ、帯状の被加工シート２の溶融部を溶融状態から固化状態に移行することができるので、施されたシール部２０のシール強度が不安定になり難い。また、上述したように、シール後に、各パターンブロック４が短時間で設定温度まで回復するので、帯状の被加工シート２に間欠的にシール部２０を連続的に施すことができる。
【００３５】
前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２としては、紙や不織布や樹脂フィルム等の積層体、２種以上の不織布の積層体、樹脂フィルムと不織布との積層体、筒形状の袋内に内容物（お菓子類、ウエットティシュ等）を装填したもの（例えば特開２００７−５０９３４号公報の図１に示されるもの）、吸収性本体とともに二つ折りされた外包材の連続体からなる帯状のおむつ連続体（例えば特開２００８−１３７２７１号公報の図３に示されるもの）を用いることができる。尚、帯状の被加工シート２が、帯状のおむつ連続体である場合には、施されたシール部２０が、所謂サイドシール部となる。被加工シート２の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
【００３６】
以下、本発明のヒートシール装置をその好ましい第２実施態様に基づき、図５〜図８を参照しながら説明する。
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂ（以下、「ヒートシール装置１Ｂ」ともいう）については、第１実施形態のヒートシール装置１Ａと異なる点について説明する。特に説明しない点は、第１実施形態のヒートシール装置１Ａと同様であり、第１実施形態のヒートシール装置１Ａの説明が適宜適用される。
【００３７】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、図５に示すように、相対向する一対のロールを備えたロール回転式のシール装置である点が、ボックスモーション式のシール装置であるヒートシール装置１Ａと異なる。また、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、図６，図７に示すように、ヒーターブロック５の移動がエアーシリンダー５５である点が、スプリング５４の利用であるヒートシール装置１Ａと異なる。
【００３８】
ヒートシール装置１Ｂは、図５に示すように、相対向する一対の円筒形状の加工ロール（以下、単に「ロール」ともいう。）１１，１１を備え、各ロール１１の周面に、シールブロック体３を備えている。一対のロール１１，１１は、それらの回転軸に駆動手段（図示せず）からの駆動力が伝達されることによって同期して回転するように設けられている。ヒートシール装置１Ｂは、一対のロール１１，１１が回転しているときに、シールブロック体３，３同士で帯状の被加工シート２を挟むように形成されている。一対のロール１１，１１の駆動手段の制御は、ヒートシール装置１Ｂに備えられた、制御手段（不図示）により、シール時間が相対的に長くなるような変速回転速度に制御されている。具体的には、一対のロール１１，１１は、ロールの回転を変速的に制御されており、シールしているときには低速に回転又は一時的に回転を停止するように制御されており、シール時以外のときには高速に回転するように制御されている。このように、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂは、所謂、速度可変に制御されたロール回転式のシール装置である。
【００３９】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、一対のシールブロック体３それぞれの先端に配されたパターンブロック４には、図６，図７に示すように、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような貫通口４１が形成されていない。また、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、図６，図７に示すように、パターンブロック４には、温度センサ５２を配置する筒状の穴４２が形成されているが、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような空気口４３は形成されていない。尚、第２実施形態のヒートシール装置１Ｂのパターンブロック４においても、必要に応じて、冷却手段の空気口４３を設けてもよい。
【００４０】
第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、図６，図７に示すように、一対のシールブロック体３それぞれの内部に配されたヒーターブロック５には、パターンブロック４と反対側に空気等の圧縮によるエアーシリンダー５５が配されており、第１実施形態のヒートシール装置１Ａのような突出杆５３は配されていない。第２実施形態のヒートシール装置１Ｂにおいては、エアーシリンダー５５は、制御手段（不図示）によって制御され、該制御手段によるエアーシリンダー５５の制御により、シール時には、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが離間し、シール後には、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再び接触するように形成されている。具体的には、該制御手段（不図示）は、シールブロック体３の外部に設置した位置検出器（不図示）を備えている。該位置検出器は、各ロール１１のパターンブロック４の位置を検出し、その情報を信号として該制御手段に伝える。前記制御手段は、前記位置検出器からの信号に基づき、一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けたか否かを判断し、圧縮空気によりエアーシリンダー５５を動かし、ヒーターブロック５を、パターンブロック４から離間させたり、パターンブロック４に接触させたりする。
【００４１】
第２実施形態のヒーター５１は、図６に示すように、ヒーターブロック５の長手方向（Ｚ方向）の両端間に亘って延びており、２個のヒーター５１が、図７に示すように、Ｙ方向の中央部に、Ｙ方向に間隔を空けて並置されている。第２実施形態においては、ヒーター５１の温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されている。
【００４２】
ヒートシール装置１Ｂは、制御手段（不図示）を備えており、該制御手段は、前述したロール１１の回転速度の制御、ヒーターブロック５の内部に配されたヒーター５１の温度制御、前述したエアーシリンダー５５の動作を、所定の動作シーケンスに従って制御している。
【００４３】
次に、帯状の被加工シート２に間欠的にシールを施すヒートシール装置１Ｂの作用を、図８を参照しながら説明する。
【００４４】
まず、前工程において重ね合わされた帯状の被加工シート２を、相対向する一対のロール１１，１１間に供給する。図８（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が互いに離れている状態であるため、各シールブロック体３に設けられたパターンブロック４は、ヒーターブロック５と接触しており、ヒーターブロック５により十分に加熱されている。
【００４５】
次に、一対のシールブロック体３，３の各パターンブロック４が帯状の被加工シート２に接触して、各パターンブロック４に負荷がかかると、その負荷による移動位置が位置検出器（不図示）によって検出され、位置検出器（不図示）は、その情報を信号として前記制御手段（不図示）に伝える。前記制御手段（不図示）は、位置検出器（不図示）からの信号を受信し、所定の設定の位置に達すると、一対のパターンブロック４，４により帯状の被加工シート２を挟み付けたと判断し、エアーシリンダー５５を稼働させ、ヒーターブロック５がパターンブロック４と離間する。このように、シール時には、図８（ｂ）に示すように、一対のシールブロック体３，３のヒーターブロック５，５それぞれは、パターンブロック４，４と完全に離間する。尚、第２実施形態のエアーシリンダー５５は、圧縮空気により、検出信号がでたときにパターンブロック４とヒーターブロック５とを離間させ、それ以外のときには接触させるように、制御されているが、シリンダーによっては、離間は圧縮空気で行い、接触はスプリングの付勢力、または離間はスプリングの付勢力で行い、接触は圧縮空気で行ってもよい。また、位置検出器（不図示）以外に、パターンブロック４にかかる負荷を検出する負荷検出器を用いて制御してもよい。
【００４６】
シール時には、各パターンブロック４の持っていた熱量は、一対のパターンブロック４により挟み付けた帯状の被加工シート２を溶融するために奪われる。従って、帯状の被加工シート２の溶融にともない各パターンブロック４の温度は低下する。ここで、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出しても、各ヒーターブロックと各パターンブロック４とは完全に離間しているため、帯状の被加工シート２を挟んだ状態の間、各パターンブロック４の温度は低下し続ける。一方、パターンブロック４に設けられた温度センサ５２が温度低下の信号を出し続けているため、ヒーターブロック５は、ヒーター５１により設定温度以上に熱せられる。
【００４７】
帯状の被加工シート２の溶融部は、各パターンブロック４の温度が低下し、帯状の被加工シート２の材料の融点を下回ったところで、一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧状態を維持したまま、溶融状態から固化状態に移行する。
【００４８】
次に、一対のシールブロック体３，３のパターンブロック４，４同士がＹ方向に垂直になった時点で（垂直になるのと同時に）、パターンブロック４とヒーターブロック５とが離間し始める。そして、シール後、図８（ａ）に示すように、一対のシールブロック体３，３が、完全に被加工シート２を挟まない状態になったら、再度エアーシリンダー５５を稼働させ、ヒーターブロック５とパターンブロック４とが再度接触する。
【００４９】
シール後に、各ヒーターブロック５がパターンブロック４と接触した際には、温度の低下した各パターンブロック４が、設定温度以上に熱せられた各ヒーターブロック５から熱量の供給を受け、各パターンブロック４は、短時間で設定温度まで回復することができる。
従って、ヒートシール装置１Ｂによれば、帯状の被加工シート２を一対のパターンブロック４により挟み付けられた加圧した状態を維持したまま、各パターンブロック４の温度を低下させ、帯状の被加工シート２の溶融部を溶融状態から固化状態に移行することができるので、施されたシール部２０のシール強度が不安定になり難い。また、上述したように、シール後に、各パターンブロック４が短時間で設定温度まで回復するので、帯状の被加工シート２に間欠的にシール部２０を連続的に施すことができる。
【００５０】
本発明のヒートシール装置は、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂに何ら制限されるものではなく、適宜変更可能である。また、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおける各構成要件は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、適宜組み合わせて実施できる。例えば、第１の実施形態に第２の実施形態のヒーターブロック５の移動がエアーシリンダー５５で行われるタイプを用いてもよく、また、第２の実施形態に第１の実施形態のヒーターブロック５の移動が突出杆５３で行われるタイプを用いてもよい。
【００５１】
例えば、上述の第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおいては、図２，図６に示すように、２個のヒーター５１がヒーターブロック５内に配置されているが、１個でも３個以上でもよい。また、第１，第２実施形態のヒートシール装置１Ａ，１Ｂにおいては、図２，図６に示すように、ヒーター５１の温度センサ５２が、各パターンブロック４の穴４２の内部に配置されているが、外部に配置されていてもよい。
【００５２】
また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、貫通口４１が、図２，図３に示すように、シールブロック体３の天面に配されたパターンブロック４に形成されているが、パターンブロック４に形成されていなくてもよく、シールブロック体に形成されていてもよい。また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、貫通口４１が、図２に示すように、長手方向（Ｚ方向）の両端部４ａ，４ａに設けられ（２個）、ヒーターブロック５は、各貫通口４１内を移動自在な突出杆５３を有しているが、貫通口４１は、１個でも３個以上でもよく、ヒーターブロック５は、貫通口４１の数に対応する突出杆５３を有していればよい。
【００５３】
また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３と、他方のヒーターブロック５に設けられた突出杆５３とが、相対向する位置に配されていないが、相対向する位置に配されていてもよい。 また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３を互いに近接するように、各移動体１０を移動させているが、一方の移動体のみを駆動させてもよい。また、上述の第１実施形態のヒートシール装置１Ａにおいては、図４に示すように、一対のシールブロック体３，３それぞれが、ヒーターブロック５を有しているが、片方のみがヒーターブロック５を有する片側加熱式であってもよい。
【００５４】
また、図５に示す第１実施形態のロール回転式のヒートシール装置１Ｂでは、一対のシールブロック体３，３であったが、各ロール表面に相対向するシールブロック体３，３を複数対設けてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ．１Ｂ ヒートシール装置
２ 帯状の被加工シート
２０ シール部
３ シールブロック体
４ パターンブロック
４ａ 端部
４１ 貫通口
５ ヒーターブロック
５１ ヒーター
５２ 温度センサ
５３ 突出杆
５４ スプリング
５５ エアーシリンダー
５６ プレート
５７ エンドプレート
１０ 移動体
１１ ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わされた帯状の被加工シートを、相対向する一対のシールブロック体間に供給通過させて、該被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置であって、
一対の前記シールブロック体それぞれは、前記被加工シートにシールを施す該シールブロック体の先端に固定されたパターンブロックと、該シールブロック体の内部に、該パターンブロックを加熱するヒーターブロックとを有し、
前記ヒーターブロックは、前記パターンブロックと離間可能に備えられており、
相対向する一対の前記パターンブロックにより前記被加工シートを挟み付けてシールし、
一対の前記シールブロック体の前記ヒーターブロックそれぞれは、シール時に前記パターンブロックと離間し、シール後に前記パターンブロックと接触するヒートシール装置。
【請求項２】
前記シールブロック体は、一対の前記シールブロック体の対向する方向に貫通する貫通口を有し、
前記シールブロック体の前記ヒーターブロックは、前記貫通口内を移動自在に嵌挿された突出杆と、該突出杆の反対側に配されたスプリングとを有し、
前記シールブロック体の前記ヒーターブロックは、シール時に、前記突出杆が押され前記スプリングの弾性力に抗して、該突出杆を介して前記パターンブロックと離間し、シール後に前記スプリングの付勢力により前記パターンブロックと接触する請求項１に記載のヒートシール装置。
【請求項３】
前記貫通口は、一対の前記シールブロック体それぞれの前記パターンブロックに形成され、且つ帯状の被加工シートの供給方向と直交する方向の該パターンブロックの両端部それぞれに形成されている請求項２に記載のヒートシール装置。
【請求項４】
前記ヒーターブロックは、加熱するヒーターを備え、
前記シールブロック体の前記パターンブロックは、前記ヒーターの温度センサを備えている請求項１〜３の何れかに記載のヒートシール装置。
【請求項５】
前記シールブロック体の前記パターンブロックは、その温度を下げる冷却手段を備えている請求項１〜４の何れかに記載のヒートシール装置。
【請求項６】
前記冷却手段は、前記パターンブロックにおける帯状の被加工シートの供給方向と直交する方向の両端間に亘って貫通する空気口を有し、該空気口に空気を噴き通すことにより前記パターンブロックの温度を下げる請求項５に記載のヒートシール装置。
【請求項１】
重ね合わされた帯状の被加工シートを、相対向する一対のシールブロック体間に供給通過させて、該被加工シートに間欠的にシールを施すヒートシール装置であって、
一対の前記シールブロック体それぞれは、前記被加工シートにシールを施す該シールブロック体の先端に固定されたパターンブロックと、該シールブロック体の内部に、該パターンブロックを加熱するヒーターブロックとを有し、
前記ヒーターブロックは、前記パターンブロックと離間可能に備えられており、
相対向する一対の前記パターンブロックにより前記被加工シートを挟み付けてシールし、
一対の前記シールブロック体の前記ヒーターブロックそれぞれは、シール時に前記パターンブロックと離間し、シール後に前記パターンブロックと接触するヒートシール装置。
【請求項２】
前記シールブロック体は、一対の前記シールブロック体の対向する方向に貫通する貫通口を有し、
前記シールブロック体の前記ヒーターブロックは、前記貫通口内を移動自在に嵌挿された突出杆と、該突出杆の反対側に配されたスプリングとを有し、
前記シールブロック体の前記ヒーターブロックは、シール時に、前記突出杆が押され前記スプリングの弾性力に抗して、該突出杆を介して前記パターンブロックと離間し、シール後に前記スプリングの付勢力により前記パターンブロックと接触する請求項１に記載のヒートシール装置。
【請求項３】
前記貫通口は、一対の前記シールブロック体それぞれの前記パターンブロックに形成され、且つ帯状の被加工シートの供給方向と直交する方向の該パターンブロックの両端部それぞれに形成されている請求項２に記載のヒートシール装置。
【請求項４】
前記ヒーターブロックは、加熱するヒーターを備え、
前記シールブロック体の前記パターンブロックは、前記ヒーターの温度センサを備えている請求項１〜３の何れかに記載のヒートシール装置。
【請求項５】
前記シールブロック体の前記パターンブロックは、その温度を下げる冷却手段を備えている請求項１〜４の何れかに記載のヒートシール装置。
【請求項６】
前記冷却手段は、前記パターンブロックにおける帯状の被加工シートの供給方向と直交する方向の両端間に亘って貫通する空気口を有し、該空気口に空気を噴き通すことにより前記パターンブロックの温度を下げる請求項５に記載のヒートシール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−８４３１３（Ｐ２０１１−８４３１３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３８８７８（Ｐ２００９−２３８８７８）
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]