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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022190728
(43)【公開日】2022-12-27
(54)【発明の名称】処理システム
(51)【国際特許分類】
   B29C 51/26 20060101AFI20221220BHJP
   B29C 51/08 20060101ALI20221220BHJP
   B65B 47/02 20060101ALI20221220BHJP
   B65B 9/04 20060101ALI20221220BHJP
【FI】
B29C51/26
B29C51/08
B65B47/02
B65B9/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021099114
(22)【出願日】2021-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】309036221
【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】神山 敏昭
【テーマコード(参考)】
3E050
4F208
【Fターム(参考)】
3E050AA03
3E050AA05
3E050AB02
3E050AB08
3E050BA01
3E050BA02
3E050BA04
3E050BA11
3E050CA01
3E050CB03
3E050CC03
3E050DA01
3E050DF01
3E050DH01
3E050FA01
3E050FB01
3E050FB08
3E050GA05
3E050GB02
3E050GB09
3E050JA05
4F208AC03
4F208AG07
4F208AH56
4F208AM20
4F208MA06
4F208MB01
4F208MC01
4F208MC04
4F208MH06
4F208MJ15
4F208MJ26
4F208MK02
4F208MW02
(57)【要約】
【課題】例えば成形部、シール部においてシート状樹脂に均等に押圧力を加えることができる処理システムを提供すること。
【解決手段】処理システムは、連続的に連なる熱可塑性樹脂製の第1シートを、搬送路上を間欠的に搬送させながら、搬送が停止している第1シートに対し、搬送路上の特定の部位において、厚さ方向に押圧力を加える処理部を備える。処理部は、第1シートを挟んで下方に配置される第1ダイと、第1シートを挟んで上方であって、第1ダイと対向して配置される第2ダイと、備える。第1ダイは、第1シートから形成されるポケットのそれぞれに対応するダイ要素を複数備え、隣接するダイ要素は機械的に独立する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂製の第1シートを、搬送路上を間欠的に搬送させながら、前記搬送が停止している前記第1シートに対し、厚さ方向に押圧力を加える処理部を備える処理システムであって、
前記処理部は、
前記第1シートの一方の面側に配置される第1ダイと、
前記第1シートの他方の面側であって、前記第1ダイと対向して配置される第2ダイと、
を備え、
前記第1ダイは、
前記第1シートから形成される複数のポケットのそれぞれに対応するダイ要素を備え、隣接する前記ダイ要素は機械的に独立する、処理システム。
【請求項2】
前記第1ダイは、
複数の前記ダイ要素のそれぞれを独立して保持するキャビティが形成されるダイホルダを備え、
複数の前記ダイ要素は、前記ダイホルダに対して着脱自在である、
請求項1に記載の処理システム。
【請求項3】
前記処理部は、
内容物を充填するためのポケットを前記第1シートに形成する成形部であって、
前記成形部は、
複数の前記ダイ要素と、複数の前記ダイ要素を保持する前記ダイホルダと、を備える前記第1ダイと、
それぞれの前記ダイ要素に対応して設けられる成形プラグを含む前記第2ダイと、を備える、
請求項2に記載の処理システム。
【請求項4】
前記処理部は、
前記内容物が充填されたポケットが形成された前記第1シートに第2シートを貼り合わせることで前記ポケットを閉じるシール部であって、
前記シール部は、
複数の前記ダイ要素と、複数の前記ダイ要素を保持する前記ダイホルダと、を備える前記第1ダイと、
前記ダイ要素に対する押圧面を備える前記第2ダイと、を備える、
請求項2に記載の処理システム。
【請求項5】
前記ダイ要素は、
平面視した外形が矩形をなし、
前記ポケットに対応するキャビティを備える、
請求項3または請求項4に記載の処理システム。
【請求項6】
前記ダイホルダと前記第1ダイの前記ダイ要素との間にシムが装着可能とされる、
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、シート状の樹脂原料を加熱することで成形、融着などする例えば成形充填システムに適用するのに好適な処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、食品、飲料、化粧品、医薬品などの種々の分野において、内容物を収容するカップ状の収容凹部(ポケット)を有する容器本体と、容器本体の開口を封止するシールとからなる容器を含む製品が用いられている。内容物を収容するこの製品は、例えば特許文献1に開示される以下のシステムで生産できる。このシステムは、上流側から下流側に向けて予熱部、成形部、充填部、シール部、冷却部、タック部および打抜き部が一列に並んで搬送路を形成している。このシステムの成形部においてシート状樹脂を成形して内容物が収容されるポケットが成形プラグを押し当てて押圧力を付与することで形成される。このポケットに内容物が収容された後に、シール部においてシール用樹脂を熱融着することでポケットが封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2016-33019号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の成形部においてシート状樹脂に複数のポケットが一度に形成される。このとき、複数のポケットのそれぞれに作用する押圧力が均等であることが複数の均質なポケットを得るうえで望まれる。シール部においても同様である。
以上より、本開示は、例えば成形部、シール部においてシート状樹脂に均等な押圧力を加えることができる処理システム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】
本開示に係る処理システムは、熱可塑性樹脂製の第1シートを、搬送路上を間欠的に搬送させながら、搬送が停止している第1シートに対し、厚さ方向に押圧力を加える処理部を備える。
処理部は、第1シートの一方の面側に配置される第1ダイと、第1シートの他方の面側であって、第1ダイと対向して配置される第2ダイと、を備える。
第1ダイは、第1シートから形成される複数のポケットのそれぞれに対応するダイ要素を備え、隣接するダイ要素は機械的に独立する。
【発明の効果】
【0006】
本開示による第1ダイは、第1シートから形成される複数のポケットのそれぞれに対応するダイ要素を複数備え、隣接するダイ要素は機械的に独立する。したがって、それぞれのダイ要素に対応して、均等な押圧力を得るためにシムを装着したとしても、隣接するダイ要素に当該シムの装着による影響を与えない。これにより、本開示によれば、それぞれのダイ要素による均等な押圧力を第1シートに加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施形態に係る成形充填システムの概略構成を示す図である。
図2】製品パックを示し、上側の図は斜視図であり、下側の図は断面図である。
図3】製品パックの生産経過を示す平面図である。
図4】本開示の実施形態に係る成形充填システムの成形部を示す平面図である。
図5図4のVI-VI線矢視断面図であり、上側の図面は成形プラグが成形ダイから離れている待機状態を示し、下側の図面は成形プラグが成形ダイの中に挿入される成形状態を示す。
図6】本開示の成形部におけるシムの装着を示す図5に対応する図面であり、上側の図面はシムの装着前を示し、下側の図面はシムを装着した後を示す。
図7】本開示の実施形態に係る成形充填システムのシール部を示す断面図であり、上型が下型から離れている待機状態を示す。
図8】本開示の実施形態に係る成形充填システムのシール部を示す断面図であり、上型が下型に接している成形状態を示す。
図9】本開示の実施形態に係るシール部におけるシムの装着を示し、上側の図面はシムの装着前を示し、下側の地面はシムを装着した後を示す。
図10】複数のダイ要素が機械的に繋がっている場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照しながら、成形充填システム1を説明する。
本実施形態に係る成形充填システム(以下、処理システム)1は、深絞りによりカップ材シートに形成される複数のポケット102(図2)に内容物を充填した後に、シール材シートを貼り付けてポケット102を閉鎖する。処理システム1は、しかる後に、打ち抜きにより個々の容器に区分して図2に示される製品パック100を生産するという一連の工程を行う。
処理システム1において、成形部20はポケット102を形成する複数の成形プラグ21および成形ダイ23を備えるが、この複数の成形ダイ23をそれぞれが機械的に独立する分割構造とする。そうすることにより、特定の成形ダイ23に対応してシムSを装着したとしても、このシムSを装着した影響がシムSを装着しない他の成形ダイ23に及ばないようにできる。このことは、リングシール部40についても当てはまる。
【0009】
[処理システム1の構成]
処理システム1は、図1に示すように、上流側から下流側に向けて滅菌部10、予熱部15、成形部20、充填部30、プレシール部35、リングシール部40、ハーフカット部50、搬送部60、打抜き部70および排出部80が一列に並んで搬送路を形成している。処理システム1は、滅菌部10、予熱部15、成形部20、充填部30およびプレシール部35を、無菌室Rの中に収容することにより、無菌状態で製品パック100を生産することができる。
【0010】
処理システム1は、滅菌部10よりも上流側に、連続して連なる長尺のシートとして用意されるカップ材シート2がロール状に巻き回された原反ロール3が配置されている。カップ材シート2は、本開示における第1シートの一例である。処理システム1は、製品パック100を生産する際には、原反ロール3からカップ材シート2を巻き出して滅菌部10~打抜き部70を順次通過させることにより、製品パック100を生産する。カップ材シート2は用途に応じた材質の樹脂を用いればよいが、例えばポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂によって構成される。本実施形態は、ポリプロピレンのように、熱ひずみの大きい素材を用い、比較的に長いサイクルタイムで製品パック100を生産するのに適している。
なお、処理システム1における上流および下流は、カップ材シート2およびシール材シート4が搬送される向きに基づいて定められるものとする。この搬送の向きは、図1において、矢印で示されている。
【0011】
処理システム1は、長尺のシートとして用意されたシール材シート4がロール状に巻き回された原反ロール5を備えている。処理システム1は、製品パック100を生産する際に、原反ロール5からシール材シート4を巻き出して、充填部30により内容物が充填された後のカップ材シート2に向けて供給する。処理システム1は、滅菌部33においてシール材シート4を滅菌処理してからカップ材シート2に向けて供給する。滅菌部33における滅菌剤は滅菌部10と同様である。
シール材シート4は、用途に応じた材質の樹脂を用いればよいが、例えばポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂によって構成される。また、シール材シート4は、金属箔、例えばアルミニウム箔を用いることもできる。
【0012】
処理システム1は、最も下流側に製品パック100が打ち抜かれた後の積層シート6を回収するための回収ロール9を備えている。回収ロール9が自転することにより、積層シート6に張力を与えつつ積層シート6を搬送する。
【0013】
処理システム1は、原反ロール3から巻き出されたカップ材シート2および途中からカップ材シート2に貼り合わされるシール材シート4は、搬送部60により、間欠的に下流に向けて搬送されながら必要な処理が施される。つまり、カップ材シート2がt1秒間だけ停止している間に、滅菌部10、予熱部15等の各部位において必要な処理が施された後に、t2秒の時間内にカップ材シート2を所定量だけ搬送させる。次いで、t1秒間だけ停止し、この間に滅菌部10、予熱部15等の各部位において必要な処理が施さる、という手順が繰り返されることで、製品パック100が生産される。
【0014】
滅菌部10は、原反ロール3から巻き出されたカップ材シート2を予熱部15に供給する前に、滅菌剤、例えば過酸化水素(H)に浸漬することで滅菌処理する。滅菌処理されたカップ材シート2は、乾燥された後に、予熱部15に供給される。
【0015】
予熱部15は、成形部20において深絞りができるように、カップ材シート2を加熱して軟化させる。予熱部15の形態は任意であり、例えば所定の領域を一律に加熱することができる面状のヒータを用いることができるし、加熱が必要な部位だけに対応する加熱領域を備えるヒータを用いることができる。これらのヒータは、搬送されるカップ材シート2を表裏から挟み込むように、カップ材シート2の表裏両側に設けることができる。
予熱部15にてカップ材シート2を加熱する温度は、カップ材シート2を構成する樹脂に応じて定められる。
【0016】
成形部20は、所定の温度に加熱されたカップ材シート2に成形工具を押し付けるかまたは圧縮エアを吹き付けることにより、図2に示されるポケット102を成形する。成形部20について詳しくは後述する。
【0017】
充填部30は、成形部20の下流側においてカップ材シート2の搬送経路に沿って配置され、成形部20により形成されたポケット102に所定の内容物105を自動的に充填する。充填部30は、内容物105が液体であれば、カップ材シート2の搬送過程におけるインターバルの期間に、充填用のノズルをポケット102に対峙させて内容物105を落下させることができる。また、充填部30は、内容物105が固体であれば、内容物105を把持する機構を用いてもよい。
充填される内容物105は、何ら限定されるものではなく、液体および固体を問わずに適用することができ、液状物、ペースト状物であってもよい。
【0018】
プレシール部35は、内容物105がポケット102に充填された後に、カップ材シート2とシール材シート4を、その幅方向の両縁部を選択的にシールする。プレシールは熱融着により行うことができる。
【0019】
リングシール部40は、プレシール部35よりも下流側に配置され、プレシールされたカップ材シート2とシール材シート4について、ポケット102の周囲を貼り合せる。貼り合せは、熱融着により行うことができる。このとき、それぞれの製品パック100に対応してポイントシール106も形成される。リングシール部40について詳しくは後述する。
【0020】
ハーフカット部50は、ハーフカット107をそれぞれの製品パック100に対応して形成する。ハーフカット107について具体的には後述する。
【0021】
搬送部60は、ハーフカット部50よりも下流側であって、ハーフカット部50と打抜き部70の間に配置され、積層シート6の幅方向の両側および中央部を把持しながら下流に向けて引っ張ることで、積層シート6を搬送する。
【0022】
打抜き部70は、搬送部60よりも下流側に配置され、積層シート6のポケット102およびその周縁部分を含むようにして所定数の製品パック100の単位で打ち抜く機能を有する。
打抜き部70は、例えば、ダイを下型とするとともにパンチを上型とする打ち抜き工具と、下型または上型を昇降運動させる駆動源とから構成することができる。
打抜き部70は、コントローラ200からの指令に基づいて駆動源を動作させることにより、下型および上型の搬送方向の位置を制御する。駆動源は、例えばサーボモータから構成される。
打抜き部70において製品パック100が打ち抜かれた後の積層シート6は、打抜き部70よりも下流に配置される回収ロール9で巻き取られる。
【0023】
排出部80は、打抜き部70の下方に配置され、打抜き部70において打ち抜かれた製品パック100を次工程に向けて排出する。排出部80は、例えば、カップ材シート2の搬送方向に直交するように配置されるベルトコンベアを含んで構成することができる。
【0024】
[製品パック:図2図3
次に、図2を参照して処理システム1の生産対象である製品パック100について説明する。
図2に示すように、本実施形態における製品パック100は、1つのポケット102を備える収容容器103と、ポケット102の開口を塞ぐように収容容器103に貼り付けられるシールフィルム104とを有している。収容容器103はカップ材シート2により構成され、シールフィルム104はシール材シート4から構成される。
【0025】
ポケット102には、内容物105が充填される。内容物105に制限はないが、例えばコーヒー用ミルク、ガムシロップ、バターなどの飲料品および食料品がある。例示した飲料品、食料品に限らず、他の内容物、例えば医薬品などがポケット102に充填されてもよい。
【0026】
本実施形態における収容容器103は、前述したカップ材シート2から構成される。また、収容容器103には、ポケット102の開口部周縁から外方へ延出するようにフランジ103Aが形成されている。
【0027】
シールフィルム104は、前述したシール材シート4から構成され、収容容器103(フランジ103A)に対し剥離ができるように貼り付けられる。フランジ103Aには、ハーフカット107が形成される。ハーフカット107としては、シート102の厚さ方向の半分程度まで切り込みが入れられていてもよいし、ミシン目のような断続的な切り込みが入れられていてもよい。ハーフカット107よりも先端の把持部104Aは、フランジ103Aとポイントシール106の部分だけで貼り付けられている。
【0028】
製品パック100を開封するには、一方の手で収容容器103側を掴むと共に、他方の手でシールフィルム104の把持部104Aを摘む。続いて、把持部104Aを摘みつつ、収容容器103からシールフィルム104を引き剥がす。これにより、製品パック100は開封され、ポケット102に充填された内容物105を飲食などできる。
【0029】
製品パック100は、図3に示すように、カップ材シート2とシール材シート4が貼合された積層シート6にパック中間体110として生産され、このパック中間体110を積層シート6から打ち抜くことで得られる。図3において、パック中間体110が打ち抜かれた部分が白抜きで示されている。
【0030】
[成形部20の構成:図4および図5
成形部20は、平坦なカップ材シート2に複数の成形プラグ21を押し付けるかまたは圧縮エアを吹き付けて押圧力を加えることにより、複数のポケット102を一度に成形する。成形部20は、複数のポケット102を一度に成形するために、それぞれのポケット102に対応する複数の成形ダイ23が個別に設けられる。図4および図5を参照して、複数の成形ダイ23を備える成形部20について説明する。
【0031】
図4および図5に示すように、成形部20は、複数の成形ダイ23と、複数の成形ダイ23を収容して保持するダイホルダ24と、それぞれの成形ダイ23に対応して設けられる成形プラグ21と、を備える。図4に示される成形部20は、25個の成形ダイ23が5×5に配列された例を示すが、成形ダイ23の個数および配列は任意である。成形プラグ21、成形ダイ23およびダイホルダ24は、例えば金型用鋼により形成される。成形ダイ23とダイホルダ24は、本開示における第1ダイの一例に該当する。また、成形ダイ23が本開示におけるダイ要素の一例に該当し、カップ材シート2の一方の面側、具体的にはカップ材シート2の下面の側に配置される。
【0032】
成形プラグ21は、図5に示すように、成形ダイ23に挿入されるプラグ21Aと、プラグ21Aを支持するサポートロッド21Bと、を備える。成形プラグ21は、本開示における第2ダイおよびそのダイ要素の一例に該当し、カップ材シート2の他方の面側、具体的にはカップ材シート2の上面の側に配置される。
一例として、プラグ21Aは円錐台形状をなし、サポートロッド21Bは円柱状の形態をなしている。プラグ21Aは成形ダイ23のサポートロッド21Bで支持され、図示を省略する昇降用の駆動源に接続されることで、成形プラグ21は昇降運動をすることができる。プラグ21Aとサポートロッド21Bは、一体で作製してもよいし、別体で作製して溶接その他の手段により接続して作製してもよい。
【0033】
成形ダイ23は、図4および図5に示すように、成形空隙を構成し成形時にプラグ21Aが挿入されるダイキャビティ23Aと、ダイキャビティ23Aの周囲を取り囲むダイ23Bと、を備える。ダイ23Bが本開示に係る製品パック100のポケット102に対応する。
ダイキャビティ23Aは、プラグ21Aに対応して、円錐台形状の空隙である。図5の下側の図のように、ダイキャビティ23Aにプラグ21Aが挿入されることで、製品パック100のポケット102を形成する。
ダイ23Bは、一例として平面視した外形が一例として円形状をなし、内側にダイキャビティ23Aが形成される。ダイ23Bは、成形ダイ23をダイホルダ24に固定するためのボルト孔23Cがその低部を貫通するように形成されている。図5に示すように、固定ボルト23Dがダイホルダ24を貫通してボルト孔23Cにねじ込まれることで、成形ダイ23はダイホルダ24に固定される。
【0034】
ダイホルダ24は、図4図5および図6に示すように、成形ダイ23を収容して保持する。ダイホルダ24は、収容される成形ダイ23の数に応じてホルダキャビティ24Aが設けられる。ホルダキャビティ24Aは、成形ダイ23の外観形状に倣った円筒状の空隙である。ダイホルダ24は、上端がホルダキャビティ24Aに連なるとともにボルト孔23Cに連通するボルト孔24Bが形成される。ボルト孔23Cおよびボルト孔24Bに固定ボルト23Dをねじ込むことで、成形ダイ23はダイホルダ24に固定される。
【0035】
[成形部20におけるシム装着:図6
次に、図6を参照して、成形部20へのシムSの装着について説明する。
成形部20において、成形ダイ23のそれぞれの上下方向Hの位置によって、成形プラグ21がポケット102を形成するときの押圧力が異なることがある。均質なポケット102を形成するためには、それぞれの成形プラグ21による押圧力を均等にすることが望まれる。そこで、均等な押圧力を得るために、シムSが用いられる。
【0036】
予めそれぞれの成形ダイ23における押圧力を測定することで、シムSが必要とされる成形ダイ23または当該成形ダイ23が収容されるホルダキャビティ24Aを特定する。ここでは、図6の上側の図に示すように、図中の左側から1番目のホルダキャビティ24Aに収容される成形ダイ23と、図中の右側から2番目のホルダキャビティ24Aに収容される成形ダイ23について、シムSの装着が必要であることが判明している。そこで、左側から1番目および右側から2番目に対応してシムSが用意される。ついで、図6の下側の図に示すように、シムSを当該ホルダキャビティ24Aに挿入するとともに、成形ダイ23とホルダキャビティ24Aの底面24Dの間に挟持する。この例における2枚のシムSは厚さが同じであり、これは、事前に測定される押圧力に対応している。以上のようにしてシムSを装着することにより、それぞれの成形ダイ23における成形プラグ21の押圧力を均等にできる。
【0037】
以上のように、成形ダイ23を収容するホルダキャビティ24Aが独立しており、複数の成形ダイ23のそれぞれは隣接する成形ダイ23とは機械的に直接的な繋がりがない。したがって、左側から1番目に対応するシムSにより当該成形ダイ23は上下方向Hの位置が高くなっているのに対して、隣接する左側から2番目の成形ダイ23の高さは元のままであり、左側から1番目に対応する成形ダイ23からの影響を受けない。なお、上下方向Hの位置が高くなるのは、成形ダイ23がダイホルダ24の上面よりも微小量だけ突出していることで表している。これに対して、シムSが設けられていない成形ダイ23はその頂面がダイホルダ24の上面と面一をなしている。
【0038】
ここで、図10に示すように、仮に成形ダイ123が一体的に形成され、全体として機械的に繋がっているとする。そうすると、図10の下側の図のように、特定の部分、例えば一番左側のダイキャビティ123Aに対応してシムSを装着すると、他のダイキャビティ123Aに対応する部分もシムSの厚さ分だけ浮き上がる。もちろん、ボルトなど締結手段で成形ダイ123を固定すれば浮き上がる量を抑えることができるが、少なくとも隣接する部分における浮き上がり量をゼロにすることはできない。したがって、この成形ダイ123においては、少なくとも隣接する部分に対応する押圧力は不必要に高くなるおそれがある。
【0039】
[リングシール部40の構成:図7および図8
リングシール部40は、成形部20で形成されたポケット102に内容物105が充填されたカップ材シート2に、原反ロール5から巻き出されたシール材シート4を貼り合せる。このリングシール部40においても、複数のポケット102が形成されたカップ材シート2を下型41と上型48で押圧するが、複数のポケット102の位置によって押圧力が異なることがある。そうすると、リングシール部40においてもシムSの装着が必要になる。以下、リングシール部40の構成を説明した後に、シムSの装着について言及する。
【0040】
図7および図8に示すように、リングシール部40は、下型41と上型48を備える。リングシール部40は、下型41と上型48の間に、ポケット102に内容物105が充填されたカップ材シート2とシール材シート4を積層した状態で加圧力および熱を加えることでカップ材シート2にシール材シート4を貼り付けて、パック中間体110を得る。なお、下型41は本開示における第1ダイの一例に該当し、上型48は本開示における第2ダイの一例に該当する。
リングシール部40は、コントローラ200からの指令に基づいて駆動源を動作させることにより、下型41および上型48の搬送方向の位置を制御する。駆動源は、例えばサーボモータから構成される。
【0041】
下型41は、複数のシールダイ42と、複数のシールダイ42が支持されるシールダイホルダ46と、シールダイホルダ46が固定されるテーブル47と、を備える。ここでは、下型41の平面図を省略するが、例えば70個のシールダイ42が7×10に配列することができる。シールダイ42、シールダイホルダ46およびテーブル47は、例えば金型用鋼などの金属材料により形成される。上型48も同様である。
【0042】
シールダイ42は、図7および図8に示すように、シール貼付時にポケット102が挿入されるシールキャビティ42Aと、シールキャビティ42Aの周囲を取り囲むダイ42Bと、を備える。
シールキャビティ42Aは、ポケット102を収容できる寸法、形状を有しており、ここでは一例として円柱状の空隙が示されている。ダイ42Bが製品パック100のポケット102に対応する。
シールダイ42は、一例として平面視した外形が矩形状をなし、内側にシールキャビティ42Aが形成される。ダイ42Bは、シールダイ42をシールダイホルダ46に固定するためのボルト孔42Cがその低部を貫通するように形成されている。図7および図8に示すように、固定ボルト42Dがボルト孔42Cを貫通してシールダイホルダ46に固定される。
【0043】
シールダイホルダ46は、図7図8および図9に示すように、シールダイ42をその上面において保持する。シールダイホルダ46は、保持されるシールダイ42が配置される領域を画定するリブ46Aがその上面から突き出す。図7に示されるように複数のリブ46Aが所定の間隔を空けて平行に設けられるのに加えて、図7に示される複数のリブ46Aと直交する向きに複数のリブ46Aが所定の間隔を空けて平行に設けられる(図9参照)。したがって、シールダイホルダ46を平面視すると、複数のリブ46Aが格子状に配列されている。それぞれの格子に1台のシールダイ42の下端が嵌ることで、複数のシールダイ42がシールダイホルダ46の上に整列される。隣接するシールダイ42は、リブ46Aに接する部分は離れているが、リブ46Aに対応する部分を除くと、直に接している。ただし、隣接するシールダイ42は互いに摺動可能に接しているだけでであり、機械的な繋がりはない。
【0044】
シールダイホルダ46は、上端がボルト孔42Cに連通するボルト孔46Bが形成される。ボルト孔42Cおよびボルト孔46Bに固定ボルト42Dを上方からねじ込むことで、シールダイ42はシールダイホルダ46に固定される。
【0045】
上型48は、図7および図8に示すように、下型41に対抗する押圧面48Aと、押圧面48Aから凹んで形成される複数の退避穴48Bと、を備える。
押圧面48Aは、シールダイ42の上端面の形状に対応する円環状の突起48Cを備えており、下型41との間に図示を省略するカップ材シート2とシール材シート4を配置した状態で、突起48Cがカップ材シート2にシール材シート4を押し付けて熱融着により貼り合わせる。
退避穴48Bは、カップ材シート2とシール材シート4を熱融着する際に熱を逃がす領域であって、シール材シート4への熱影響を抑えるために設けられ、シールダイ42の中心軸線Cにその中心が一致するように形成される。図7および図8に示す例において退避穴48Bは円錐状をなしているが、シール材シート4の役割を果たす限りその形状は問われない。
【0046】
[リングシール部40におけるシム装着:図9
次に、図9を参照して、リングシール部40へのシムSの装着について説明する。
リングシール部40において、シールダイ42のそれぞれの上下方向Hの位置によって、下型41と上型48でシール材シート4をカップ材シート2に貼り合わせるときの押圧力(F)が異なることがある。均質な貼り合わせ状態を得るためには、下型41のそれぞれのシールダイ42における上型48による押圧力を均等にすることが望まれる。そこで、均等な押圧力を得るために、リングシール部40においても、必要に応じてシムSを用いる。
【0047】
予めそれぞれのシールダイ42における押圧力を測定することで、シムSが必要なシールダイ42を特定する。ここでは、図9の上側の図に示すように、図中の左側から2番目のシールダイ42と、図中の右側から1番目のシールダイ42について、シムSの装着が必要であることが判明している。そこで、左側から2番目および右側から1番目に対応してシムSを用意され、このシムSはリブ46Aで囲まれるホルダキャビティ46Cに挿入される。図9の下側の図に示されるように、挿入されたシムSをシールダイ42とホルダキャビティ46Cの底面46Dの間に挟持される。この例における2枚のシムSは厚さが異なっており、左側から2番目に対応するシムSは右側から2番目に対応するシムSよりも厚い。これは、測定される押圧力に対応しており、より押圧力を強くしたいときには厚いシムSが用いられることを示している。
【0048】
以上のように、シールダイ42が収容されるホルダキャビティ46Cが独立しており、複数のシールダイ42のそれぞれは隣接するシールダイ42とは機械的に直接的な繋がりがない。したがって、左側から2番目に対応するシムSにより当該シールダイ42は上下方向Hの位置が高くなっているのに対して、隣接する左側から1番目および3番目のシールダイ42の高さは元のままであり、左側から2番目に対応するシールダイ42からの影響を受けていない。なお、上下方向Hの位置が高くなるのは、シールダイ42がシールダイホルダ46の上面よりも微小量だけ突出していることで表している。これに対して、シムSが設けられていないシールダイ42はその頂面が面一をなしている。
【0049】
[効 果]
以下、処理システム1が奏する効果を説明する。
処理システム1は、カップ材シート2を処理する成形部20およびリングシール部40における金型に該当する成形ダイ23およびシールダイ42が機械的に独立して個別に設けられる。したがって、成形部20およびリングシール部40にシムSを装着する場合に、複数の成形ダイ23のそれぞれおよび複数のシールダイ42のそれぞれに対応してシムSを設けることができる。しかも、特定の成形ダイ23またはシールダイ42にシムSを設けたとしても、隣接する成形ダイ23またはシールダイ42に当該シムSを設けたことの影響を受けることがない。
【0050】
成形部20においては、成形ダイ23が収容されるホルダキャビティ24Aがダイホルダ24に設けられ、このホルダキャビティ24Aは成形ダイ23を位置決めして収容するだけではなくシムSを位置決めして配置する役割を果たす。また、リングシール部40においては、格子状に配列されるリブ46Aがシールダイホルダ46に設けられ、このリブ46Aはシールダイ42を位置決めして収容するだけではなくシムSを位置決めして配置する役割を果たす。したがって、成形部20およびリングシール部40によれば、容易にシムSを適切な位置に配置できる。
【0051】
[付記]
本開示の第1形態に係る処理装置は、熱可塑性樹脂製のカップ材シート2を、搬送路上を間欠的に搬送させながら、搬送が停止しているカップ材シート2に対し、厚さ方向に押圧力を加える処理部20,40を備える。
処理部20,40は、第1シート(カップ材シート2)の一方の面側に配置される第1ダイと、第1シートの他方の面側であって、第1ダイと対向して配置される第2ダイと、備える。
第1ダイは、第1シートから形成される複数のポケット102のそれぞれに対応するダイ要素23,42を備え、隣接するダイ要素は機械的に独立する。
本開示の第1形態に係る処理装置によれば、特定のダイ要素23,42に対してシムSを装着したとしても、隣接する他のダイ要素23,42にシムSの影響が及ばない。したがって、それぞれのダイ要素23,42について適切な押圧力を加えることができる。
【0052】
本開示の第2形態に係る処理装置において、第1ダイは、複数のダイ要素23,42のそれぞれを独立して保持するキャビティが形成されるダイホルダ24,46を備え、複数のダイ要素は、ダイホルダ24,46に対して着脱自在である。
本開示の第2形態に係る処理装置によれば、複数のダイ要素23,42がダイホルダ24,46のキャビティに独立して保持され、かつ着脱自在であるから、シムSを所定のダイ要素23,42に対応して装着できる。
【0053】
本開示の第3形態に係る処理装置において、処理部は、内容物105を充填するためのポケット102を第1シート2に形成する成形部20に関する。この成形部20は、複数のダイ要素23と、複数のダイ要素23を保持するダイホルダ24とを備える第1ダイと、それぞれのダイ要素23に対応して設けられる成形プラグ21を含む第2ダイと、を備える。
本開示の第3形態に係る処理装置によれば、均等な押圧力により均質な複数のポケット102を形成できる。
【0054】
本開示の第4形態に係る処理装置において、処理部は、内容物105が充填されたポケット102が形成された第1シート2に第2シート4を貼り合わせることでポケット102を閉じるリングシール部40に関する。このリングシール部40は、複数のダイ要素42と、複数のダイ要素42を保持するシールダイホルダ46と、を備える第1ダイと、ダイ要素42に対する押圧面を備える第2ダイ48と、を備える。
本開示の第4形態に係る処理装置によれば、均等な押圧力により均質なシール状態の製品パック100を得ることができる。
【0055】
本開示の第5形態に係る処理装置におけるダイ要素42は、平面視した外形が矩形をなし、ポケット102に対応するキャビティ42Aを備える。
本開示の第5形態に係る処理装置において、平面視した外形が矩形をなしていれば、隣接する者同士が接触することで、回転することが阻止される。
【0056】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、以上で説明した処理システム1の構成はあくまで一例であり、他の処理部を備えることもできるし、複数の処理部を統合などすることができる。
また、本開示の処理部は、処理システム1における成形部20およびリングシール部40に限るものではなく、製品パック100のポケット102のそれぞれに対応するダイ要素を備える他の処理部に適応できる。つまり、ポケット102は本開示における処理部で形成されるものに限らず、本開示における処理部がポケット102を形成しない場合には当該処理部とは異なる形成部でポケット102が形成されたものであってもよい。
また、本開示におけるダイ要素のそれぞれに対応するポケット102とは、必ずしも第1シート(カップ材シート2)の全体に形成されたポケット102を指すのではなく、本開示における処理部で押圧力を加える際に第1ダイ(成形ダイ23およびダイホルダ24)と第2ダイ(成形プラグ21)との間に形成されたポケット102であればよい。
【符号の説明】
【0057】
1 成形充填システム(処理システム)
2 カップ材シート
3 原反ロール
4 シール材シート
5 原反ロール
6 積層シート
9 回収ロール
15 予熱部
20 成形部
21 成形プラグ
21A プラグ
21B サポートロッド
23 成形ダイ
23A ダイキャビティ
23B ダイ
23C ボルト孔
23D 固定ボルト
24 ダイホルダ
24A ホルダキャビティ
24B ボルト孔
24D 底面
30 充填部
33 滅菌部
35 プレシール部
40 リングシール部
41 下型
42 シールダイ
42A シールキャビティ
42B ダイ
42C ボルト孔
42D 固定ボルト
46 シールダイホルダ
46A リブ
46B ボルト孔
46C ホルダキャビティ
46D 底面
47 テーブル
48 上型
48A 押圧面
48B 退避穴
50 ハーフカット部
60 搬送部
70 打抜き部
80 排出部
200 コントローラ
100 製品パック
102 ポケット
103 収容容器
103A フランジ
104 シールフィルム
104A 把持部
105 内容物
110 パック中間体
C 中心軸線
R 無菌室
S シム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10