▶ プレジス・イノベーティブ・パッケージング・エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-10
(45)【発行日】2022-06-20
(54)【発明の名称】保護用包装部材を形成するための装置
(51)【国際特許分類】
B65D 81/05 20060101AFI20220613BHJP
【ＦＩ】
B65D81/05 400
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020543376
(86)(22)【出願日】2019-02-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-03
(86)【国際出願番号】 US2019018090
(87)【国際公開番号】W WO2019161118
(87)【国際公開日】2019-08-22
【審査請求日】2020-10-08
(31)【優先権主張番号】62/630,750
(32)【優先日】2018-02-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】507365695
【氏名又は名称】プレジス・イノベーティブ・パッケージング・エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】ウェッシュ，トーマス ディー
(72)【発明者】
【氏名】ミルチャック，スティーヴン ジェイ
【審査官】小川 克久
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２８２４７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１２３８７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５５－０１６２６０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００６６８５２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｄ ８１／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェブ材料の重畳する第１と第２の層の間に流体を誘導する流体導管を有する膨張アッセンブリ、
ピンチゾーンを通って下流方向に前記ウェブ材料を駆動する駆動機構、および
広断面部と狭断面部を含む加熱エレメントを含むシーリング機構を備え、
前記広断面部と前記狭断面部は、前記ピンチゾーンに沿って設けられ、前記広断面部と前記狭断面部の寸法は、前記狭断面部が前記第１と第２の層を熱シールするに十分な熱を出力する高温ゾーンを提供することによって、前記第１と第２の層を互いにシールする縦シールを作り出し、前記駆動機構が前記加熱エレメントを過ぎた前記ウェブ材料を前記下流方向に駆動する際に前記流体を前記第１と第２の層の間に捕捉するように選択され、
前記シーリング機構は、加熱ゾーンと冷却ゾーンを有し、
前記加熱ゾーンは、前記ウェブ材料が前記加熱ゾーン上を前記下流方向に駆動される際、前記第１と第２の層を互いにシールする縦シールを作りだすよう前記第１と第２の層を加熱するように操作することができ、
前記加熱ゾーンの下流に配置される前記冷却ゾーンは、前記ウェブ材料が前記加熱ゾーン上を前記下流方向に駆動される際、冷却された前記縦シールが前記第１と第２の層の間に前記流体を保持するよう、加熱された前記第１と第２の層が前記縦シールにおいて冷えることを許容するように操作することができ、
前記加熱エレメントは、前記加熱ゾーンと前記冷却ゾーンの両者に沿って延伸し、前記加熱エレメントの前記広断面部は、前記冷却ゾーン内へ延伸し、前記加熱エレメントの前記狭断面部は、前記加熱ゾーン内へ延伸する、保護用包装部材形成装置。
【請求項2】
前記ピンチゾーンは弧状であり、前記広断面部と前記狭断面部は、弧状の前記ピンチゾーンに沿って配置される、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項3】
前記シーリング機構は、弧状のヒータ支持構造を有し、
前記ヒータ支持構造は、前記加熱エレメントを支持し、弧状の前記ピンチゾーンの輪郭を定義する弧状の支持表面を有し、
弧状の前記支持表面は、対向する圧縮エレメントに対して前記ウェブ材料に圧力を掛ける、請求項２に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項4】
前記ヒータ支持構造は、弧状の前記支持表面の少なくとも一部を含む絶縁部材を含み、前記支持表面は、前記絶縁部材に沿って弧状の前記輪郭を有する、請求項３に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項5】
前記ヒータ支持構造は、第２の導電性部材から離隔する第１の導電性部材を含み、前記加熱エレメントは、第１端と第２端を有し、いずれも分離した前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材に据え付けられる、請求項４に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項6】
前記加熱エレメントは、前記狭断面部が前記絶縁部材を横切って設けられるように前記絶縁部材上に設けられる、請求項５に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項7】
前記加熱エレメントは、前記加熱エレメントの前記広断面部が前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材の一部を横切って設けられるように前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材の前記一部の上に設けられる、請求項６に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項8】
前記加熱エレメントの前記狭断面部は、前記ピンチゾーンの後半部分よりもより多くの前半部分を占める、請求項７に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項9】
前記加熱エレメントは、薄膜加熱エレメントである、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項10】
前記駆動機構はベルトを含み、前記ウェブ材料は前記ベルトによって前記加熱エレメントから離隔する、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項11】
前記駆動機構は、前記ピンチゾーンを通して前記ウェブ材料を前に進める第１のベルトと第２のベルトを含む、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項12】
前記広断面部は、前記第１と第２の層を互いに熱シールするには不十分な熱出力を有する、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項13】
前記加熱エレメントは、前記ピンチゾーンを通って弧状の支持表面に続くニクロムホイルヒータである、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項14】
前記狭断面部は、前記加熱エレメントの約１／４と１／２の長さの間である、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【請求項15】
前記狭断面部は、前記ピンチゾーンの約１／２と３／４の長さの間である、請求項１に記載の保護用包装部材形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０１８年２月１４日に出願され、「加熱・シーリングシステムにおける単離装置」と題される米国仮出願第６２／６３０，７５０号に対して優先権を主張し、その全体が参照としてここに組み込まれる。
【0002】
本開示は包装材料に関する。より詳細には、本開示は、包装材料として使用される膨張性クッションを製造するための装置と方法を指向する。
【背景技術】
【0003】
様々な種類の膨張されたクッションが良く知られており、多様な包装アプリケーションに利用されている。例えば、膨張されたクッションが保護用包装部材として、パッキングピーナッツやしわくちゃにされた紙、およびこれに類似する製品と同様の方法で、またはこれらに替わって頻繁に使用されている。また、例えば、膨張されたクッションは、モールドされたまたは成形された包装コンポーネントに替わって保護用包装部材として良く用いられる。膨張されたクッションの典型的なタイプは、シールによって接合された二つの層を有するフィルムから形成される。シールは、その中に空気を取り込むよう膨張と同時に、または膨張可能なチャンバを有するフィルム配置を決めるために膨張前に形成することができる。膨張可能なチャンバは、空気またはその他のガスによって膨らませることができ、その後、空気またはガスの放出を禁止または防止するためにシールされる。
【0004】
チャンバを膨張させてシールするプロセスにおいて、フィルムは様々な加熱装置によってシールされる。従来のシステムでは、シールが作られた後、シール状の温度や圧力は十分に制御されていなかった。シール後の制御が貧弱であると、包装欠陥が増大する。このため、加熱と冷却進路の改善、およびシールための保護が要望されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の実施形態は、保護用包装部材形成装置を含んでもよい。この装置は、ウェブ材料の重畳する第１と第２の層の間に流体を誘導する流体導管を有する膨張アッセンブリを含むことができる。この装置は、弧状のピンチゾーンを通って下流方向にフィルムを駆動する駆動機構を含むことができる。この装置は、広断面部と狭断面部を含む加熱エレメントを含むシーリング機構を含むことができ、これらの断面の寸法は、狭断面部が層を熱シールするに十分な熱を出力する高温ゾーンを提供することによって、フィルムの第１と第２の層を互いにシールする縦シールを作り出し、駆動機構が加熱アッセンブリを過ぎたウェブを下流方向に駆動する際に流体をこれらの間に捕捉するように選択される。
【0006】
種々の実施形態によると、加熱エレメントは、対向する圧縮エレメントに対してウェブに圧力を掛ける支持表面を定義するヒータ支持構造上に支持されることができる。ヒータ支持構造は、支持表面の少なくとも一部を含む絶縁部材を含み、絶縁部材に沿って支持表面は弧状の輪郭を有する。ヒータは、第２の導電性部材から離隔する第１の導電性部材を含んでもよく、加熱エレメントは第１端と第２端を有し、いずれも分離した導電性部材に据え付けられる。加熱エレメントは、狭断面が絶縁部材を横切って設けられるように絶縁部材上に設けられる。
【0007】
種々の実施形態によると、加熱エレメントは、加熱エレメントの広断面部が導電性部材の一部を横切って設けられるように導電性部材の一部の上に設けられる。加熱エレメントの狭断面部は、ピンチゾーンの後半部分よりもより多くの前半部分を占めてもよい。加熱エレメントは、加熱ゾーンと冷却ゾーンの両者に沿って延伸してもい。駆動機構はベルトを含むことができ、ウェブはベルトによってヒータから離隔する。駆動機構は、ピンチゾーンを通してウェブを前に進める第１のベルトと第２のベルトを含むことができる。広断面部は、層を互いに熱シールするには不十分な熱出力を有する。加熱エレメントの広断面は、冷却ゾーン内へ延伸してもよい。
【0008】
本開示の実施形態は、保護用包装部材形成装置を含んでもよい。この装置は、ウェブ材料の重畳する第１と第２の層の間に流体を誘導する流体導管を有する膨張アッセンブリを含むことができる。この装置は、シーリング機構を含むことができる。シーリング機構は加熱ゾーンと冷却ゾーンを含み、加熱ゾーンは、ウェブが加熱ゾーン上を下流方向に駆動される際に層を加熱して第１と第２の層を互いにシールする縦熱シールを形成するように操作することができ、加熱ゾーンの下流に配置される冷却ゾーンは、ウェブが加熱ゾーン上を下流方向に駆動される際、冷却された縦熱シールが層の間に流体を保持するよう、加熱された層が縦熱シールにおいて冷えることを許容するように操作することができる。この装置は、加熱ゾーンと冷却ゾーンの両方に沿って延伸する加熱エレメントを含み、加熱エレメントは、加熱ゾーンにおいて第１の輪郭を有し、冷却ゾーンにおいて第２の輪郭を有する。この装置は、フィルムを加熱、冷却ゾーン上で下流方向に駆動する駆動機構を含んでもよく、ウェブは上流位置から下流位置へウェブ支持表面によって支持される。
【0009】
種々の実施形態によると、シーリング機構は、ウェブ支持表面の上流位置からウェブ支持表面の下流位置へ延伸する加熱エレメントを有する、ウェブ支持表面を定義するヒータ支持構造を備える。シーリング機構は、加熱ゾーンと冷却ゾーンと縦に重なるピンチゾーンを含むことができ、ピンチゾーンは、対向する圧縮エレメントの間に定義される。加熱エレメントは、ピンチゾーンの全長を拡張してもよい。加熱エレメントは、ピンチゾーンを通ってウェブ支持表面に続くニクロムホイルヒータでもよい。加熱エレメントは、絶縁部材上に設けられる高温ゾーン、および電気的に導電性の支持体の少なくとも一つに沿って位置する低温ゾーンを含んでもよい。高温ゾーンは、狭断面を有する加熱エレメントの長さによって定義される。第１の輪郭と第２の輪郭の差は、加熱エレメントの断面の変化であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】膨張していないウェブ材料の上面図である。
【図2】膨張・シーリング装置の後方斜視図である。
【図3】膨張・シーリング装置の近接側面図である。
【図4】膨張・シーリング装置の前方斜視図である。
【図5】カバーを外した膨張・シーリング装置の前方斜視図である。
【図6】カバーを外した膨張・シーリング装置の近位側側面図である。
【図8B】明確性のため、絶縁体ブロックを取り除いた膨張・シーリングシステムの加熱アッセンブリの斜視図である。
【図9A】他の実施形態の加熱・シーリングアッセンブリの加熱アッセンブリの後方斜視図である。
【図9B】加熱・シーリングアッセンブリの他の実施形態の加熱アッセンブリの近位側側面図である。
【図9C】加熱・シーリングアッセンブリの他の実施形態の加熱アッセンブリの背面図である。
【図9D】加熱・シーリングアッセンブリの他の実施形態の加熱アッセンブリの近位側側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示は、保護用包装部材、および膨張性材料を包装部材と商品への衝撃の緩和または保護のために使用できる膨張したクッションに変換するためのシステムと方法に関する。
【0012】
図１に示すように、多層の可撓性ウェブ材料１００が膨張性クッション１２１のために提供される。ウェブ材料１００は、第１の長手方向端１０１と第２の長手方向端１０４を有する第１のフィルム層１０５、および第１の長手方向端１０６と第２の長手方向端１０８を有する第２のフィルム層１０７を含む。第２の層１０７は、第１の層１０５と重畳するように揃っており、通常第１の層１０５と同一の広がりを有する。すなわち、少なくとも対応する第１の長手方向端１０１、１０６は互いに揃い、さらに／または第２の長手方向端１０４、１０８は互いに揃う。幾つかの実施形態では、これらの層は、重畳領域において膨張性領域と部分的に重なる。
【0013】
図１は、ウェブ材料１００（フィルム１００とも記す）の第１の長手方向端１１０と第２の長手方向端１１２を定義するように結合される第１と第２の層１０５、１０７を有するウェブ材料１００の上面図を示す。第１と第２の層１０５、１０７は、可撓性材料の単一シートから、スリットを有する若しくは開口された一端を有する平坦化された可撓性材料のチューブから、または、可撓性構造１００の長手方向端１１２を定義するために長手方向端１０４、１０８に沿ってシールされてもよい二枚の可撓性材料のシートから作製することができる。例えば、第１と第２の層１０５、１０７は、接合される第２端１０４、１０８を定義するために折りたたまれた単一の可撓性材料シート（例えば、ｃ字折りたたみフィルム）を含んでもよい。より詳細な例では、端１０４、１０８は、このような実施形態においてｃ字の折り目上に位置する。あるいは、例えば、第１と第２の層１０５、１０７は、揃った第１の長手方向端１０２、１０６に沿ってスリットが入れられた可撓性材料のチューブを含んでもよい（例えば、平坦化されたチューブ）。また、例えば、第１と第２の層１０５、１０７は、揃った第２端１０４、１０８に沿って互いに接合され、シールされ、そうでなければ貼り付けられた二枚の独立した可撓性材料シートを含んでもよい。
【0014】
ウェブ材料１００は、当業者に知られた種々の可撓性ウェブ材料から作製することができる。このようなウェブ材料は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡｓ）、メタロセン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレン樹脂、ならびにこれらのブレンドを含むが、これらに限られない。他の材料や構成も使用してもよい。開示されるウェブ材料１００は、保存と輸送のため、中空チューブや中実コアに巻き取られる、またはファンフォールドボックス内に若しくは他の望まれる形態に折りたたまれることができる。
【0015】
図１に示すように、ウェブ材料１００は、ウェブ材料１００の縦の広がりに沿って配置される一連の横シール１１８を含む。各横シール１１８は、長手方向端１１２から膨張チャネル１１４へ延伸する。示される実施形態では、膨張チャネル１１４は、長手方向端１１２とは反対の長手方向端１１０に沿って延伸し、したがって、横シール１１８は、長手方向端１１２から第１の長手方向端１１０へ延伸する。幾つかの実施形態では、可撓性構造１００は、長手方向１１２および／または１１０に関してどこか他の場所に位置する膨張チャネル１１４を含んでもよい。例えば、膨張チャネルは、構造１００の長さに沿って長手方向端１１２および／または１１０の間の中間位置（例えば、中ほどに）で延伸してもよい。幾つかの実施形態では、さらに、またはこれに替えて、可撓性構造１００は、長手方向端１１２に沿った膨張チャネル１１４を含んでもよい。図示された実施形態では、各横シール１１８は、第２の長手方向端１１２に最も近い第１端１２２、およびフィルム１００の第１の長手方向端１１０から横寸法ｄ離れる第２端１２４を有する。チャンバ１２０は、シールまたは長手方向端１１２の折り目、および隣接する一対の横シール１１８によって形成される境界内に定義される。
【0016】
図１の実施形態の各横シール１１８は、実質的に直線的であり、第２の長手方向端１１２に対して実質的に垂直に延伸する。他の実施形態では、異なる配置の横シール１１８を用いてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、横シール１１８は波形またはジグザグパターンを有していてもよい。
【0017】
横シール１１８ならびにシールされた長手方向端１１０、１１２は、当業者に知られた様々な技術によって形成することができる。このような技術には、接着、摩擦、溶接、融合、加熱シーリング、レーザシーリング、および超音波溶接が含まれるが、これらに限られない。
【0018】
縦膨張チャネル１１４となり得る閉鎖通路などの膨張領域が提供される。縦膨張チャネル１１４は、図１に示すように、横シール１１８の第２端１２４とフィルムの第１の長手方向端１１０との間に設けてもよい。好ましくは、縦膨張チャネル１１４は、縦辺１１０に沿って縦に延伸し、膨張口１１６が縦膨張チャネル１１４の少なくとも一端に設けられる。縦膨張チャネル１１４は、横幅Ｄを有する。好ましい実施形態では、横幅Ｄは、長手方向端１１０と横シール１１８の第２端１２４との間の横寸法ｄと実質的に同じである。ただし、他の配置では異なる横幅Ｄが使用可能であることが理解される。
【0019】
長手方向端１１２と横シール１１８は、協同的に膨張性チャンバ１２０の境界を定義する。図１に示すように、各膨張チャンバ１２０は、縦膨張チャネル１１４に向かって開いたマウス（例えば開口１２５）を介して縦膨張チャネル１１４と流体を交換できる状態であり、このため、更にここで述べるように、膨張性チャンバ１２０の膨張が許容される。
【0020】
一つの実施形態では、可撓性構造１００は、対応する横シール１１８に隣接するまたは接続され、対応する膨張性チャンバ１２０に向かってまたは膨張チャンバ１２０内へ延伸するシール拡張部１２８をさらに含んでもよい。シール拡張部１２８は、チャンバのより小さな幅または幅における制約に対応する、チャンバの垂直に低い領域を定義し、これにより、屈曲可能な領域を作り出す。屈曲可能な領域は、互いに揃うことで屈曲可能な線を形成し、これにより、ウェブ材料１００の可撓性が向上し、より屈曲または折り曲げやすくなる。このような可撓性により、フィルム１００は規則的におよび不規則的に形成された対象物に巻き付くことが可能となる。チャンバ部１３０は、隣接するチャンバ部１３０および膨張チャネル１１４と流体交換可能である。シール拡張部はいかなる形状（例えば、示されている四角形、円、卵型、あるいは他の規則的または不規則的形状）、大きさでもよい。幾つかの実施形態によると、横シール１１８は、シール拡張部などから中断することなく連続する。
【0021】
幾つかの実施形態では、フィルム１００は、フィルム１００の縦の縁に沿って延伸し、フィルム１００の第１と第２の層を横断する弱められた部分１２６（例えば、ミシン目などの弱められた線）を含む。弱められた部分１２６のそれぞれは、例えば部分的または全体的に横シール１１８の長さに沿って、第２の長手方向端１１２から第１の長手方向端１１０に向かって延伸する。図示された実施形態では、弱められた部分１２６は弱さの横線の形状であり、可撓性構造１００における弱さの横線のそれぞれは、隣接する一対のチャンバ１２０の間に設けられる。例えば、図１に示されるように、弱さの横線１２６のそれぞれは、隣接する二つの横シール１１８の間と隣接する二つのチャンバ１２０の間に設けられていてもよい。弱さの横線１２６は、隣接する膨張性クッション１２１の分離を容易にする。幾つかの実施形態では、横シール部を定義するより厚い横シール１１８を用いることができ、弱められた部分１２６は、少なくとも可撓性構造１００の横シール部の一部に沿って設けられてもよい。
【0022】
弱められた部分１２６は、当業者に知られた様々な配置で設けることができる。例えば、幾つかの実施形態では、弱められた部分１２６は、弱さの横線１２６として設けることができ（例えば、図１に示すように）、複数のミシン目の行を含んでもよく、ミシン目の行は、行の横方向に沿って互いに離隔し、交互する島とスリットを含む。島とスリットは、行の横方向に沿って規則的または不規則的な間隔で存在していてもよい。島は、弱められた部分を越えて小さな接続を形成する。あるいは、例えば、幾つかの実施形態では、弱められた部分１２６は、可撓性構造１００内に形成された刻み目の線などを含んでもよい。
【0023】
弱さの横線１２６は、当業者に知られた様々な技術を用いて形成することができる。幾つかの技術としては、切断（例えば、バー、ブレード、ブロック、ローラ、車輪などの切断エレメントまたは目立てエレメントを用いる技術）および／または刻み目を付けること（例えば、電磁気的（例えばレーザ）切込みや機械的切込みなど、第１と第２の層内の材料の強度または厚さを低減する技術）が含まれるが、これらに限定されない。
【0024】
好ましくは、膨張性チャンバ１２０の横幅１２９は、典型的には５０インチよりも小さい。一般的には、横幅１２９は３インチから約４２インチまでであり、より好ましくは、約６インチから約３０インチ幅までであり、最も好ましいのは、約１２インチである。弱められた部分１２６の間の縦の長さ１２７は、典型的には４８インチよりも小さい。一般的には、弱められた部分１２６の間の長さ１２７は、少なくとも約２インチから約３０インチまでであり、より好ましくは少なくとも約５インチから約２０インチであり、最も好ましいのは、少なくとも約６インチから約１０インチまでである。さらに、各膨張チャンバ１２０が膨張した際の高さは、少なくとも約１インチから約３インチまでであり、幾つかのケースでは、約６インチまでである。他の適切な寸法でもよいことが理解される。
【0025】
ここで図２～６を参照すると、膨張していない材料の可撓性構造１００を一連の膨張した枕またはクッション１２１へ変換する膨張・シーリング装置１０２が提供される。膨張していない可撓性構造１００は、大量供給される、膨張していない材料１３４である。例えば、図２に示すように、膨張していない可撓性構造１００は、内部支持チューブに巻き取られた、供給材料１３４のロールとして提供されることができる。幾つかの実施形態では、供給材料は、中空中心を有するロールへと巻き取られていてもよい。材料１３４のロールの支持チューブまたは中空中心は、膨張・シーリング装置１０２の供給サポートエレメント１３６、このケースではロール車軸１３５、の上に支持されてもよい。ロール車軸１３６は、ウェブ材料１３４のロールの中心またはチューブを収容する。他の実施形態では、材料のロールを支持するため、トレイ、固定されたスピンドル、複数のローラといった異なる構造を利用してもよく、あるいは異なる構成の供給材料（例えば、折りたたまれた供給材料）を用いてもよい。図３～６は、装置にロードされるウェブ材料１３４のような可撓性構造１００を含まない膨張・シーリング装置１０２を示している。幾つかの実施形態では、膨張していない材料の可撓性構造１００は、ファンフォールドの形態のように折りたたまれた形から供給される。
【0026】
種々の実施形態によると、膨張・シーリング装置１０２は、それぞれフィルム支持部を含むハンドリングエレメントを含んでもよい。フィルム支持部は、材料の膨張性ウェブを支持し、進路（例えば、図２の進路Ｅ）に沿って縦方向へ誘導してもよい。ハンドリングエレメントは、膨張していない状態にある、フィルム１００のサプライ１３４を支持する供給サポートエレメント１３６を含む。膨張・シーリングアッセンブリ１３２は、フィルム１００の重畳した層１０５、１０７の間に流体を導入することによって流体でフィルムを膨張させ、層１０５、１０７を互いにシールして内部に流体をシールするように操作することができる。フィルム支持部の二つ（例えば、ロール車軸１３６とガイド部材１３８）は、供給材料が第１から第２のフィルム支持部を通過する際に横方向に沿って異なる張力を受けるよう、支持構造１４１および互いに相対するように配置される。二つのフィルム支持部の相対的な位置により、進路に沿って実質的に同一の縦位置でウェブ上の互いに横に位置する二つの部分に異なる張り具合（あるいは張力）を与えることができる。本開示のさらなる実施形態では、さらに以下に述べるように、一つまたは複数の拡張エレメントを有するガイド部材１３８を設けることで、張力に差をつけることができる。幾つかの例では、以下にさらに述べるように、得られるガイド部材１３８の形状は、フィルムの他方の（例えば、反対側の）移動位置における隣接する第１と第２のフィルム支持部間の縦の移動距離と比較し、フィルムの一方の横端における隣接する第１と第２のフィルム支持部間の縦の移動距離がわずかに短くなるように構成することができる。
【0027】
図２～６に戻ると、膨張・シーリング装置１０２は、大量供給サポート１３６を含んでもよい。膨張されていない大量の材料は、大型供給サポート１３６によって支持することができる。例えば、大量供給サポートは、膨張されていない材料を保持するように操作できるトレイであってもよく、このトレイは、例えば固定された表面または複数のローラによって設けることができる。材料のロールを保持するため、トレイはロール周辺で窪んでいてもよく、あるいはトレイは凸状であり、ロールをトレイ上に吊り下げてもよい。大量供給サポートは、供給されたウェブ材料を吊り下げる複数のローラを含んでもよい。例えば図２に示すように、大量供給サポートは、ウェブ材料１３４のロールの中心を収容する単一のローラを含んでもよい。この例では、大量供給サポートは、材料１３４のロールのコアまたは中心を通過するロール車軸またはスピンドル１３６であってもよい。典型的には、コアは厚紙または他の適切な材料によって作製される。大量供給サポート１３６は、軸Ｙを中心として回転してもよい。
【0028】
ウェブ材料１００は、駆動機構１６０によって引き出される。幾つかの実施形態では、（例えば、固定されたロッドまたはローラを含んでもよい）ガイド部材１３８などの中間部材がロール１３４と駆動機構１６０の間に位置してもよい。例えば、任意のガイド部材１３８は、支持部材１４１から通常垂直に延伸することができる。ガイド部材１３８は、材料が進行する材料進路「Ｂ」に沿って可撓性構造１００が材料１３４のロールから離れるように誘導するために位置することができる。材料進路「Ｂ」は縦進路とも呼ばれる。図２に示すように、ガイド部材１３８は、供給された材料を支持する材料サポート１３６と装置１０２の膨張・シーリングコンポーネントとの間に配置される。ガイド部材１３８は、フィルム１００が湾曲した縦進路をたどるよう、フィルム１００が供給側から膨張・シーリングアッセンブリへ送り出される配置することができる。ガイド部材１３８は、フィルム支持表面（例えば、ガイド部材の側に沿って延伸する表面であり、フィルムが進路Ｂを進む際にその周りで湾曲する）を定義する一つまたは複数の表面を有することができる。幾つかの例では、以下にさらに述べるように、ガイド部材１３８は、一つまたは複数の拡張エレメントを含んでもよい。この一つまたは複数の拡張エレメントは、少なくともガイド部材のフィルム支持表面の一部を与え、フィルム１００の異なる横位置においてフィルム１００に可変張力を与えることができるようにガイド部材を構成する。
【0029】
ガイド部材１３８またはその一部は、膨張・シーリング装置１０２に可動連結され、フィルム１００が駆動機構１６０によってロール１３４から引き出されている時に支持部材１４１に対してガイド部材１３８またはその可動な一部が動く（例えば、回転、並進する、振動するなど）ことができる。幾つかの例では、ガイド部材１３８はガイドローラを含むことができる。ガイドローラは、車軸またはロッド部１３７、およびロッド部１３７に同軸連結される回転可能部なまたはローラ部１３９を含み、ロッド部とローラ部の共通軸１４８を中心にローラ部１３９が回転する。ローラ部１３９は、フィルム１００を支持するフィルム支持表面１５０を与えてもよく、この場合、フィルム支持表面はフィルム１００がロール１３４から引き出されている時にフィルム１００とともに動く。可動性のフィルム支持表面１５０により、ガイド部材１３８とフィルム１００の間のすべり摩擦を低減または排除することができる。しかしながら、固定されたフィルム支持表面１５０を有するガイド部も想定される。例えば、ガイド部材は、車軸１３７に類似し、回転可能部１３９を持たないロッドを含んでもよい。すべり摩擦を低減するため、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような低摩擦材料を（例えば、コーティングの形状で、または接着される材料のストライプの形状で）非回転性ロッドのフィルム支持表面１５０の少なくとも一部に設けてもよい。さらに他の実施形態では、非回転性部若しくはガイド部材のロッド、および回転可能な部分（例えばローラ）は同一の広がりを持たなくてもよい。例えば、ガイド部材１３８の回転部だけが拡張エレメント１５２であってもよい。フィルムがガイド部材上を移動する際に回転しないガイド部材のフィルム支持表面はコーティングされていてもよく、あるいは、摩擦低減材料が設けられていてもよい。
【0030】
幾つかの実施形態では、ガイド部材１３８は、図３の矢印１３９で示されるように、供給材料が進む縦進路Ｂの法線方向にガイド部材１３８が移動するよう、追加的にまたはそれに替えてデバイス１０２に連結されていてもよい。このような動きは、供給材料が進路Ｅに沿って進行する際に供給材料に掛かる張力の増大を軽減するために用いることができる。例えば、ガイド部材１３８の通常の状態（例えば、負荷がかからない、または供給材料に通常の張力が掛かるとき）では、ガイド部材１３８は、スプリングによって負荷が掛けられていてもよく、あるいは支持構造１４１の第１の側１４３に傾いてもよい。供給端とピンチゾーンの間の部分に沿ったフィルム１００に掛かる張力の増大は、ばねの力に対するガイド部材１３８の下方向の動きによって軽減することができる。ばね定数は、フィルムに対して十分な量のバイアス力を印加してフィルムが張った状態を維持し、かつ、フィルムおよび／または装置１０２を破損する可能性のある閾値をフィルム中の張力が超えることを防ぐよう十分にソフトであるよう、選択することができる。このように可動式で装置１０２に連結されるガイドローラ１３８は、ダンサーローラとも呼ばれる。
【0031】
本開示に係るガイド部材１３８は、以下にさらに述べるように、一つまたは複数の拡張エレメント１５２を含んでもよい。幾つかの実施形態では、拡張エレメント１５２は、ガイド部材１３８の幾つかのまたはすべてのフィルム支持表面１５０を提供してもよい。したがって、本開示のこの原則に従うガイド部材１３８は、装置１０２のロール１３４と膨張ノズル１４０との間におけるフィルム１００の撓みを防止または低減するよう、材料１３４を制御するように構成される。
【0032】
種々の実施形態では、貯蔵材料（例えば、ウェブ材料１００）は、ガイドロールと噛み合うことなく材料の貯蔵ロール（例えば、材料１３４のロール）から下流へ進むが、これに替わり、膨張・シーリングアッセンブリ１３２へ直接進んでもよい。
【0033】
シーリングアッセンブリの一部を構成可能なピンチ領域１７６へウェブ材料１００を誘導するため、ブレーキやガイドローラ、またはウェブフィード機構の使用とともに、またはこれらの使用に替えて、他の適切な構成を利用してもよいことが理解される。暗示されるように、ウェブ材料１００は撓む、ひだが発生する、ガイドローラ１３８に沿って流される、ピンチゾーン１７６からアライメントがずれる、張った状態と撓んだ状態が交互に現れる、あるいは輸送中に多様な変形への対象となり得るため、膨張・シーリングアッセンブリ１３２には、これらの変形を補償する適切な調整機能が必要となる場合がある。例えば、ノズル１４０は少なくとも一部が可撓性であってもよく、これにより、構造がノズル１４０に向かってノズル１４０上に仕込まれる際にウェブ材料１００が近づく方向にノズル１４０が適合することができ、その結果、ウェブ材料１００がノズル１４０に向けてノズル１４０上に仕込まれる際にウェブ材料１００が直面する仕込み角度や方向の変化または他の変化を補償するまたは適合するようにノズル１４０を操作可能にすることができる。幾つかの例では、上述したように、ガイドローラ１３８は、供給材料の輸送におけるいかなる変化も調整または排除するよう、シーリングアッセンブリ１３２に対して横に移動可能であってもよい。
【0034】
膨張・シーリング装置１０２は、膨張・シーリングアッセンブリ１３２を含む。好ましくは、膨張・シーリングアッセンブリ１３２は、ウェブ材料１００がロール１３４から剥がされる際にウェブ材料１００が連続的に膨張するように構成される。ロール１３４は、好ましくは、直列に接続されたチャンバ１２０のチェーンを複数有する。ウェブ材料１００から膨張した枕の製造を開始するには、ウェブ材料１００の膨張口１１６を膨張ノズル１４０などの膨張アッセンブリの周りに挿入し、材料進路「Ｅ」に沿って進める。図１～６に示された実施形態では、好ましくは、チャンバ１２０が膨張ノズル１４０とサイドアウトレット１４６に対して横に延伸するよう、ウェブ材料１００を膨張ノズル１４０上で進行させる。サイドアウトレット１４６は、ノズルベース１４４に対して流体を横方向にチャンバ１２０内へ誘導し、ウェブ材料１００が材料進路「Ｅ」に沿って縦向に進む際にチャンバ１２０を膨張させてもよい。膨張したウェブ材料１００は、その後シーリング領域１７４においてシーリングアッセンブリ１０３によってシールされ、膨張した枕またはクッション１２１のチェーンを形成する。
【0035】
サイド膨張領域１６８（図２に示される）は、サイドアウトレット１４６に隣接する進路「Ｅ」に沿って膨張・シーリングアッセンブリの一部として示されており、この中でサイドアウトレット１４６からの空気がチャンバ１２０を膨張させることができる。幾つかの実施形態では、膨張領域１６８は、膨張チップ１４２とピンチ領域１７６の間に配置される。ウェブ材料１００は、膨張ノズル１４０の前方端に配置されるノズルチップ１４２において膨張ノズル１４０の回りに挿入される。膨張ノズル１４０は、ノズルアウトレットを介して加圧された空気などの流体を膨張されていないウェブ材料１００内へ注入し、これにより材料を膨張した枕またはクッション１２１へ膨張させる。膨張ノズル１４０は、一つ以上のノズルアウトレット（例えば、サイドアウトレット１４６）により、流体インレットに入り込む流体源とスムーズに接続されるノズル膨張チャネルを含むことができる。他の配置では、流体は他の適切な加圧されたガス、泡状物質、または液体でもよいことが理解される。ノズルは、一つ以上のノズルベース１４４を含み得る伸張された部分、可撓部、および／またはチップ１４２を含んでもよい。伸張部は、可撓性構造をピンチ領域１７６へ誘導することができる。同時に、ノズルは一つ以上のアウトレットを介して可撓性構造を膨張させることができる。一つ以上のアウトレットは、一つ以上のノズルベース１４４の外側の膨張チャネル（例えば、アウトレット１４６）、可撓部１４２ａ、またはチップ１４２から貫通する。膨張ノズル１４０は、筐体の前面から遠ざかるように延伸する。
【0036】
図３～６に示すように、サイドアウトレット１４６は、ノズルベース１４４に沿って膨張チップ１４２から縦の距離に向かって縦に延びることができる。種々の実施形態では、サイドアウトレット１４６は、サイドアウトレット１４６が膨張チャンバ１２０の膨張をほぼ膨張の時間まで続けるよう、シーラーアッセンブリの近くで、幾つかの実施形態ではシーラーアッセンブリと重なりながら始まる。これにより、シーリング前に膨張可能なチャンバ１２０に注入される流体の量を最大化することができ、デッドチャンバ、すなわち、十分な量の空気を有さないチャンバの量を最小化することができる。他の実施形態では、スロットアウトレット１４６はピンチ領域１７６の入口を過ぎて下流へ延伸できるが、アウトレット１４６から出た流体の一部をウェブ材料１００内へ誘導される。ここで用いられるように、上流と下流という用語は、ウェブ材料１００の進行方向に対して用いられる。ウェブの開始点が上流であり、ウェブは、ウェブ材料が膨張され、シールされ、冷却され、膨張・シーリング装置から取り外される際に下流へ流れる。
【0037】
サイドアウトレット１４６の長さは、チップ１４２とピンチ領域１７６の入口の間で膨張ノズル１４０の一部を拡張する長さを有するスロットでもよい。一つの例では、スロット長は、チップ１４２からピンチ領域１７６の入口までの距離の半分よりも短くてもよい。他の例では、スロット長は、チップ１４２からピンチ領域１７６までの距離の半分よりも大きくてもよい。他の例では、スロット長は、チップ１４２からピンチ領域１７６までの距離の約半分でもよい。サイドアウトレット１４６は、例えば、膨張ノズル１４０の長さの約３０％の長さを有していてもよく、幾つかの実施形態では、少なくとも膨張ノズル１４０の長さの少なくとも約５０％、または膨張ノズル１４０の長さの約８０％を有していてもよいが、ただし、他の相対的な大きさも使用できる。サイドアウトレット１４６は、チャンバ１２０を膨張させるため、各チャンバ１２０のマウス１２５を介し、ノズルベース１４４の横側から膨張ノズル１４０に対して横方向に流体を排出する。膨張ノズルのチップは、材料がチップ上に押し付けられる際、層を開け、チップ上の膨張チャネル内の層を分離するために用いることができる。例えば、ウェブが従来の膨張ノズル上に引き出される際、従来の膨張ノズルのチップは、層を無理に互いに分離させる。サイドアウトレット１４６のような横のアウトレットに加え、または横のアウトレットが無い状態で縦長のアウトレットを設けてもよい。横のアウトレットは縦長のアウトレットの下流であり、膨張ノズル１４０のノズルベース１４４のノズル壁の縦辺に沿ってもよい。
【0038】
ブロワー７００からノズル１４０を通過する流体の流速は、典型的には２から２０ｃｆｍである。ただし、例えば、ブロワー７００が１００ｃｆｍを超える流速を有すなど、より高い流速の流体源を用いる場合には、さらに高い流速を用いてもよい。
【0039】
図３、６、７は、膨張・シーリングアッセンブリ１３２の側面図を表す。図３に示されるように、流体源はカバー１８４の後方、あるいは、カバー１８４が設けられる筐体プレート１８５を含む、ノズルとシーリングアッセンブリのための構造支持体の後方に配置することができる。図３に示すように、カバー１８４は、シーリング・膨張アッセンブリ開口部１８４ａを含む。（例えば、ブロワー７００からの）流体源は、流体膨張ノズル導管に接続され、フィードする。ウェブ材料１００は、膨張・シーリングアッセンブリ１３２へウェブを誘導する膨張ノズル１４０上にフィードされる。
【0040】
種々の例がここで記述され、図２～７に示されるが、これらの例は限定するものではなく、ノズル１４０と膨張アッセンブリは、ここでの開示に基づいて当業者が適用する際、既に知られた実施形態、または本開示の利点を得ることができるように発展させた実施形態に応じて構成することができる。
【0041】
好ましくは、ウェブ材料１００は、材料進路「Ｅ」に沿ってピンチ領域１７６上の加熱アッセンブリ４００を過ぎ、シーリングアッセンブリを通過するよう連続的に送り出され、第１と第２の層１０５、１０７を互いにシールすることにより、ウェブ材料１００に沿った連続的な縦シール１７０を形成する。縦シール１７０は、図１において見えない線として示される。好ましくは、縦シール１７０は、第１の長手方向端１０１、１０６から横方向に距離を置くように配置され、最も好ましくは、縦シール１７０は、各チャンバ１２０のマウス１２５に沿って配置される。
【0042】
ウェブ材料１００は、駆動機構１６０によって膨張・シーリングアッセンブリ１３２を通過して送り出されるまたは駆動される。膨張・シーリングアッセンブリ１３２は、駆動メカニズムを組み込んでいてもよく、あるいは二つのシステムが独立に作動してもよい。駆動機構１６０は、可撓性構造をシステムを通して動機を与えるために操作可能な一つ以上の装置を含む。例えば、駆動機構は、ＵＳ２０１７／０２８２４７９に開示されるような、可撓性材料１００を材料進路「Ｅ」に沿って下流方向へ駆動するように操作可能な一つ以上のモーター駆動ローラを含む。一つ以上のローラまたはドラムがドライブモータに接続され、一つ以上のローラがシステムを駆動する。種々の実施形態によると、駆動機構１６０は、可撓性構造に接触するベルトを備えること無くウェブ材料１００を駆動し、あるいは、幾つかの実施形態では、システム全体がベルトレスである。他の例では、システムはベルトを備えるが、ベルトはウェブ材料１００と接触せず、替わってローラを駆動する。他の例では、システムは、ＵＳ２０１５／０２３９１９６に開示されているような幾つかの駆動エレメント上にベルトを有するが、他のエレメント上にはベルトを持たない。他の例では、システムは、ローラ全体に亘って織合わされたベルトを有してもよく、これにより、材料をベルトによってシステムを通して駆動することができる。例えば、米国特許第８，１２８，７７０は、クッション１２１の膨張とシーリングを制御するためにベルトとローラを利用するシステムを開示しており、ここに与えられる開示はこのようなシステムと共に利用することができる。
【0043】
種々の実施形態によると、駆動機構１６０は、対向する圧縮機構１６１、１６２を含む。図６に示されるように、圧縮機構１６１は、圧縮機構１６２に隣接するように位置する。圧縮機構１６１は、圧縮機構１６２と相対的に位置し、二つの圧縮機構１６１、１６２は、ピンチ領域１７６において可撓性材料１００を受け取るように一緒に操作される。ピンチ領域１７６は、圧縮機構１６１と圧縮機構１６２がウェブ材料１００に対して位置することでウェブ材料１００をこれらの間で挟むための領域によって定義される。ピンチ領域１７６は、図６に示されるＡからＢへ延伸することができる。
【0044】
駆動機構１６０はさらに他の圧縮機構を含んでもよい。他の圧縮機構も圧縮機構１６１または圧縮機構１６２に隣接するように位置するであろう。他の圧縮機構と圧縮機構１６１または圧縮機構１６２との関係は、二つの圧縮機構が第２のピンチ領域を形成する関係、または圧縮機構がウェブ材料１００と接触して圧力を掛けるピンチ領域１７６を拡張する関係でもよい。
【0045】
種々の実施形態によると、駆動システムは、ピンチ領域１７６と同時に配置されるまたはピンチ領域１７６の下流である冷却ゾーンを形成する。図６に示された詳細な例によると、ピンチ領域１７６は、加熱ゾーン１６７と冷却ゾーン１６９を含む。冷却ゾーン１６９は、少なくとも部分的にピンチ領域１７６内の圧縮機構１６２と１６１の間で定義される。圧縮機構１６２および／または圧縮機構１６１は、ピンチゾーンの点Ａから点Ｂまでの進路を形成し、この進路の少なくとも一部は、ピンチ領域１７６内で圧縮機構からの圧力を受けつつ、新たに形成された可撓性材料１００上の縦シール１１２を冷却する。縦シール１１２は、シーリングアッセンブリ１３２の一部である加熱アッセンブリ４００によって形成される。
【0046】
圧縮機構１６２に沿った曲面１６２ａの周辺領域は、可撓性材料と直接噛み合う接触領域を形成する。後にさらに詳述するように、幾つかの実施形態では、周辺領域は円筒状であり、したがって、周辺領域はこの円筒の外周領域である。他の実施形態では、周辺領域は、圧縮機構１６２を定義する形状の表面の外側領域である。冷却ゾーンに対してピンチ領域１７６によって引き起こされる保持圧力が存在しない場合には、膨張されたチャンバ内の空気圧に起因し、縦シール１１２の効果は減少するであろう。種々の実施形態によると、冷却ゾーンは十分に長く、シール内で縦シール１１２を十分に冷却することができ、このため、膨張されたチャンバ１２０内の空気圧が、縦シール１１２がその中の空気圧を保持する能力を超えて縦シール１１２を引き伸ばしたり変形させたりすることが無い。冷却ゾーンが十分に長くなければ、このような縦シールは適切に固まらない。
【0047】
ピンチ領域は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、ピンチ領域は、実質的に直線的でもよい（例えば、図９における１７６´）。好ましい例では、ピンチ領域１７６は弧状である。形状に関係なく、ピンチ領域はローラ、ベルト、または他の適切な駆動機構によって構成される。図２～７に示すように、ピンチゾーンはベルトとディスクの組み合わせによって定義される。
【0048】
ピンチゾーンが弧状の場合にピンチ点ＡとＢの間の角度が大きすぎると、膨張した材料はそれ自身に巻き付いてしまうかもしれない。このため、曲面進路１６２ａ周りにおけるピンチ点ＡとＢの相対的な位置は、可撓性材料がそれ自身と干渉しないような最高のシールを提供する位置が好ましく、これにより、適切に空気を保持する優れた縦シール１１２が提供される。種々の実施形態によると、ピンチ点Ａは、軸１６１ａ周りで測定すると、ピンチ点Ｂから１５°よりも大きな角度に位置する。種々の実施形態によると、ピンチ点Ａは、軸１６１ａ周りで測定すると、ピンチ点Ｂから１８０未満の角度に位置する。種々の実施形態によると、ピンチ点Ａは、軸１６１ａ周りで測定すると、ピンチ点Ｂから８５°と１４５°の間の角度に位置する。種々の実施形態によると、ピンチ点Ａは、軸１６１ａ周りで測定すると、ピンチ点Ｂから１０５°と１２５°の間の角度に位置する。種々の実施形態によると、ピンチ点Ａは、軸１６１ａ周りで測定すると、ピンチ点Ｂから約１１５°の角度に位置する。上記実施形態と例のそれぞれにおいて、ピンチ点ＡとＢは、圧縮機構１６１と１６２の相対的な位置および／または形状によって決まることが理解される。
【0049】
種々の実施形態によると、圧縮機構は、調整機構、傾斜機構、またはこれらの互いの関係もしくは互いの圧力を制御するための他の適切な装置を含んでもよい。
【0050】
好ましい実施形態によると、駆動機構１６０は、対向駆動システムを備えてもよい。種々の例では、対向駆動システムは、圧縮機構１６１と１６２の一部またはすべてを形成する。種々の例では、図４～７に示されるように、駆動機構の一部はドライブベルト１６３を含むことができる。種々の例では、駆動機構の一部は搬送ベルト１６４を備えることができる。搬送ベルトは動力によって駆動されてもよく、あるいは、動力によって駆動されず、単にウェブ材料１００またはシステムの他の駆動機能によって受動的に駆動されてもよい。駆動機構の一部は、一つのベルト表面に対応する二次表面３１０を含んでもよい。駆動機構の一部は、他のベルト表面、ローラ表面、または固定された表面に対応するガイド表面４１０を含んでもよい。
【0051】
種々の実施形態によると、駆動機構１６０は圧縮機構１６２を含んでもよい。圧縮機構１６２はドライブベルト１６３を含む。幾つかの実施形態では、ベルト１６３は、平坦／直線的なウェブ１３４進路の一部を定義する。他の実施形態では、ベルト１６３は弧状のウェブ１３４進路の一部を定義する。ベルト１６３はウェブ１３４をピンチ領域１７６を通してウェブ１３４を引き出す、押出す、そうでなければ輸送し、（平坦か弧状の）ピンチ領域１７６の進路に沿ってウェブ１３４を十分に強固に保持し、縦シール１１２が適用され、その後冷える際にチャンバ１２０内に流体を保持する。冷却ゾーン１６９において強固に閉鎖された縦シール１１２をベルト１６３を介して保持することで、膨張されたチャンバ１２０内の空気圧によって引き起こされるシール１１２に対する延伸や変形を制限することができる。
【0052】
駆動機構１６０は、ウェブ１３４が下流方向に送り出される際に加熱シール１１２が連続的に作り出されるよう、加熱アッセンブリ４００に隣接するウェブ１３４を送り出すことができる。一つの例では、駆動機構１６０は、一つ以上の圧縮エレメントを介してウェブ１３４に張力をかけながら加熱アッセンブリ４００に押し当て、縦シール１１２を作り出す。より詳細には、後述するように、ベルト１６３に張力を与え、ウェブ１３４の少なくとも一部を挟んで加熱アッセンブリ４００に押し付けるための圧縮力を作り出してもよい。
【0053】
種々の実施形態によると、弾性ベルト、第１のベルト、または第２のベルトとも記すことができるベルト１６３は、種々の構成を含む。例えば、ベルト１６３は、ピンチ領域１７６を通してウェブ１３４を輸送するための適切な構成を含んでもよい。ベルト１６３は、高い粘着および／または摩擦材料などの高グリップ表面（例えば、粘着性の外表面）をベルト１６３の表面に有してもよい。ベルト１６３の高グリップ表面は、ベルト１６３と一体形成されたような、ベルト１６３自体の一部と定義することができる。ベルト１６３の高グリップ表面は、ベルト１６３が形成される材料の性質に起因するものでもよい。幾つかの例では、ベルト１６３の高グリップ表面は、ベルト１６３上に物質または材料を塗布することで得ることができる。例えば、ベルト１６３に粘着性物質または材料をコートする、スプレーする、さもなければ塗布してもよい。幾つかの例では、ベルト１６３とウェブ１３４の間の摩擦を増大させるために材料をコートする、スプレーする、さもなければ塗布してもよい。幾つかの例では、ベルト１６３の少なくとも一部を選択的に加熱することで高いグリップ表面を得てもよい。例えば、ベルト１６３は、ベルトを加熱するとベルト１６３の粘着性または摩擦を増大させる材料から形成してもよい。ここで述べたように、粘着性材料は、ウェブ１３４に対する比較的小さな力でベルト１６３がウェブ１３４をグリップするような、多少の粘着性がある、グリップ力がある、または付着しやすい材料である。
【0054】
ベルトは、外部と内部を含むことができる。内部は、ケプラー（登録商標）コアなどの強化コアを含むことができる。ベルト１６３のコアは、所望の構造特性を提供してもよい。例えば、コアは、操作の間、ベルトの放射状の、縦の、または横の撓みや伸張を制限してもよい。ベルト１６３は、加熱アッセンブリ４００よりも広くてもよい。ベルト１６３は、主面、主面に対向する底面、および主面と底面の間を延伸する一対の対向する側面を含んでもよい。ベルト１６３は、ウェブ１３４を加熱アッセンブリ４００に向かって傾けてもよい。例えば、ウェブ１３４は、ベルト１６３がウェブ１３４の少なくとも一部を掴んで加熱アッセンブリ４００に押し付けるよう、ベルト１６３と加熱アッセンブリ４００の間に配置されてもよい。一つの例では、ベルト１６３は、主面がウェブ１３４を掴んで加熱アッセンブリ４００に押し付けるように配置されてもよい。
【0055】
一つの例では、ベルト１６３の外部は、ウェブ１３４をピンチ領域１７６を通って輸送されることを容易にすることができる。例えば、ベルト１６３の外部は、高いグリップ特性を有してもよい。例えば、ベルト１６３は、加熱アッセンブリ４００による加熱の間、ウェブ１３４と接触してウェブ１３４をグリップする高粘着性材料および／または高摩擦材料をその表面上に有してもよい。ベルト１６３に高いグリップ特性が無い場合、ウェブ１３４に対してベルト１６３に十分に張力が掛からず、ウェブ１３４はベルト１６３に対して移動（例えば、スリップするまたはスライドする）することがある。ベルト１６３の粘着特性および／または摩擦特性により、ベルト１６３は、ウェブ１３４に対する小さな圧縮力で容易にウェブ１３４をグリップまたは掴むことができる。このように、ベルト１６３の高い粘着特性および／または摩擦特性に起因し、ウェブ１３４をピンチ領域１７６を通して下流方向に駆動するために必要なベルト１６３の張力を大幅に低減することができる。一つの例では、ピンチ領域１７６を介するベルト１６３の効果的な圧縮力は、最小の１５ｌｂ、２０ｌｂ、または２５ｌｂと、最大の３０ｌｂ、３５ｌｂ、または４０ｌｂの間でよく、例えば２５ｌｂと３０ｌｂの間である。高粘着性および／または高摩擦ベルトを利用しない設計では、ピンチ領域を介する効果的な圧縮力はかなり高くなり、例えば２から４倍高い。
【0056】
ベルト１６３の高いグリップ特性は、ベルト１６３の材料によって決めることができる。例えば、ベルト１６３は、少なくとも部分的に弾性材料で形成してもよい。一つの例では、粘着性のある外表面は、弾性材料によって決められる。一つの例では、ベルト１６３の外部は、少なくとも部分的に弾性材料で形成されてもよい。弾性材料は、合成材料、天然材料、または合成材料と天然材料の組み合わせであってよい。具体的な応用にも依存するが、弾性材料は、シリコーン、ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭゴムなどの飽和ゴムでもよい。弾性材料は、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン－ブタジエンゴム、および／またはニトリルゴムなどの不飽和ゴムでもよい。弾性材料は、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性オレフィン、および／または熱可塑性加硫物でもよい。一つの例では、ベルト１６３は、少なくとも部分的に低硬度ゴムまたはシリコーンで形成してもよい。幾つかの例では、ベルト１６３は、高いグリップ表面を持つよう、織目を付けられるまたは成形されていてもよい。例えば、ベルト１６３は、大きな表面粗さを有してもよい。幾つかの例では、ベルト１６３は、リブ付けされていてもよく、さもなければベルト１６３とウェブ１３４間の摩擦を増大させるように構成されてもよい。
【0057】
幾つかの例では、ベルト１６３は、弾力的にまたは弾性的に伸長可能である。例えば、ベルト１６３は、ゴムやシリコーンなどの一般的に弾性のある材料で少なくとも部分的に形成されてもよい。このような例では、以下に説明するように、ウェブ１３４を駆動してピンチ領域１７６を通過する際、ベルト１６３は隣接する構造の周りで伸長する、または弾性的に変形する。ベルト１６３の伸長可能な特性は、上述した高いグリップ特性と組み合わされてもよく、あるいは高いグリップ特性の代替であってもよい。より詳細には、ベルト１６３は、高いグリップ特性、伸長可能な特性、または高いグリップ特性と伸長可能な特性を有してもよい。
【0058】
ベルト１６４は、ベルト１６３と連動してあるいは連動せずに、上述したように構成することができる。例えば、第１のベルトまたは第２のベルトとも記すことができるベルト１６４は、高い粘着性材料で形成されるような、高い粘着特性を有することができる。このような方法により、ベルト１６３、またはベルト１６４、あるいはベルト１６３とベルト１６４の両者は、ウェブ１３４をピンチ領域１７６を通して輸送するに適した構成を有することができる。以下、より詳細に述べるように、ウェブ１３４はベルト１６３とベルト１６４の間に位置することができる。このような例では、駆動機構１６０は、より低い効果圧縮力でウェブ１３４がピンチ領域１７６を通って移動しやすくなるよう、ウェブ１３４の片側に高粘着性ベルトを含んでよい。幾つかの例では、ベルト１６４はベルト１６３とは異なる材料で形成されてもよい。例えば、ベルト１６４はベルト１６３よりも粘着性が低くてもよい。一つの例では、ベルト１６４は、少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレンまたは他の類似する材料で形成される。
【0059】
種々の実施形態によると、図２～７に表されるように、ベルト１６３と１６４は互いに対向する。ベルト１６３と１６４は、ピンチ領域１７６内で相対的に構成され、その中でウェブ１３４を受け取る。より具体的には、示される実施形態では、ベルト１６３は、ピンチゾーンを定義して加熱ゾーン１６７と縦に重なるウェブ支持表面４１０に対して縮む。種々の実施形態では、ピンチゾーン１７６は、互いに横の関係にある複数の圧力領域を含む。例えば、ピンチゾーン１７６は第１の領域２７６ａと第２の領域２７６ｂを含むことができる。幾つかの実施形態では、複数の圧力領域は、ウェブ材料１００に対して異なる力を印加することができる。他の実施形態では、圧力領域は、同様の力を異なる方法で印加する。一つの例では、圧縮エレメント（例えばベルト１６３）は、二つの対向する異なる圧力エレメント（例えば、ディスク３００と加熱アッセンブリ４００）を押す。このように、対向する圧力エレメントは、異なる方法で圧力エレメントに圧力を印加し、二つの異なる圧力領域（例えば、第１の圧力領域２７６ａと第２の圧力領域２７６ｂ）を作り出す。これらの領域において異なる圧力の力がある場合、圧縮エレメント（例えばベルト１６３）は屈曲または変形し、異なる圧力を受け入れることができる。屈曲距離Ｄ．Ｐ．は、約５ｍｉｌから５０ｍｉｌとすることができる。外側の圧力は、空気チャンバ２０内の流体を単離することを促進することができるため、単離圧力であると考えられる。領域２７６ａと２７６ｂのそれぞれにおいて圧力が異なる実施形態では、この相違は、例えば、他の領域に対してウェブ材料を通過させる狭い領域によって引き起こされ得る。他の例では、領域サイズは同様であるが、対向する圧縮エレメントは異なる材料を有する。このため、ウェブ材料は、一つの材料をより屈曲させ、その結果、一つの材料は他方よりも高い圧力を印加する。他の実施形態では、異なる領域は単に異なる方向または位置からの圧力を有するか、あるいは図７の例において示されるように、単離エレメント３００は実際に圧縮エレメント（例えばベルト１６３）へ延伸するものの支持構造４０５は延伸しない。好ましい実施形態では、単離エレメント３００は、隣接領域を形成する装置の輪郭に実質的に適合する連続表面である。例えば、支持表面４１０は、単離表面３１０と同様、湾曲する。他の実施形態では、単離エレメントは不連続表面３１０を有する。例えば、単離エレメント３００は、流体の通過を制限する、さもなければウェブ材料１００を安定化するための、材料に接する歯と十分な間隔を有するホイールである。
【0060】
種々の実施形態によると、単離エレメント３００は、膨張可能なチャンバ１２０からノズルへ逆流する流体の流れを阻止する、または食い止めるように構成される。さらに、またはこれに替えて、単離エレメント３００は、システムから横に延伸するウェブ材料１００の一部の動きから、シールされているウェブ材料１００の一部を単離するように構成される。これらの結果の一つまたは両方は、シーリング機構をウェブ材料が通過する際、ウェブ材料に対して横に掛けられるシーリング領域の圧力を増大させる、またはウェブ材料１００に複雑な屈曲またはカーブをかけることによって達成される。種々の実施形態によると、単離エレメント３００は、シーリング機構の冷却ゾーンと加熱ゾーンの両者を通じてウェブ材料１００との接触を維持することができる。ここで議論したように、単離エレメント３００および／または表面３１０は、支持構造４０５またはピンチゾーンを定義するために用いられる他の圧縮機構から横にずれる。好ましくは、単離エレメント３００と支持構造４０５は、縦に揃っている。横のずれは、単離エレメント３００がチャンバ１２０とノズルとの間の流体の流れを阻止または食い止めるよう、十分に小さい。一つの例では、ずれＧ（図７参照）はベルト１６３の厚さよりも小さい。他の例では、ずれは単離エレメントの横の厚さの１／２の厚さよりも小さい。
【0061】
図７に示されるように、一つの例によると、圧縮機構１６１は、表面１６４を有する単離エレメント３００を含む。例えば、ベルト１６３はウェブ１３４を単離エレメント３００の単離表面３１０から傾けてもよい。このような例では、ウェブ１３４は二次表面３１０に対して傾き、縦シール１１２が作り出される際に流体をチャンバ１２０内にシールする。後述するように、単離エレメント３００は、ベルト１６３の主面にほぼ垂直な方向においてベルト１６３の一部を上または下に屈曲させてもよい。このような例では、ベルト１６３は、単離エレメント３００によって引き起こされる屈曲を受け入れるために撓んでもよい。例えば、ベルト１６３は放射状に撓んで単離エレメント３００の屈曲を受け入れてもよい。
【0062】
単離表面または第２のシーリング面、もしくは二次表面とも記され得る単離表面３１０は、ガイド表面４１０に隣接してもよい。一つの例では、二次表面３１０は、縦方向Ｌ．Ｄ．において表面４１０と概ね揃ってもよい。種々の実施形態によると、単離表面３１０は、横方向において表面４１０の前、後、または両方に位置してもよい。
【0063】
二次表面３１０は、固定されている、平坦または直線状である、弧状である、またはこれらの任意の組み合わせでもよい。幾つかの実施形態では、単離エレメント３００は回転するディスクであってもよい。好ましくは、ベルト１６４と単離表面３１０は、互いに縦にずれる。しかしながら、他の実施形態では、これらは、単離表面３１０の下を延伸するベルト１６４と重なってもよい。単離表面３１０と支持表面４１０は、必ずしも同じレベルで対向する圧縮機構と接しない。あるいは、単離表面３１０と支持表面４１０は、互いに垂直にずれていてもよく、これにより、一方または他方が、対向する圧縮機構（例えば、ベルト１６３）内へまたは圧縮機構に向かって遠くに延伸することができる。ここで用いられるように、ずれの垂直方向とは、ウェブ材料がシステムを移動する際のウェブ材料の主面に垂直な方向である。中間構成（例えば、以下でより詳しく議論するベルト１６４、加熱エレメント４５０、低摩擦手段４６０など）を説明する際においても、単離表面３１０は、ディスク圧力オフセットＤ．Ｐ．を定義する中間構成を有する表面４１０と比較して、ベルト１６３内へまたはベルト１６３に向かってより遠くに延伸することができる。図７は、ディスク圧力オフセットＤ．Ｐ．を示す。ディスク圧力オフセットＤ．Ｐ．は、約．０２０インチである。幾つかの実施形態では、表面３１０は固定されている。幾つかの例では、表面オフセットＤ．Ｐ．は、ウェブ１３４の材料厚と同一である、ウェブ１３４の材料厚よりも大きい、またはウェブ１３４の材料厚よりも小さい。これらの例と他の例では、ベルト１６３は放射状に撓み、表面３１０と４１０の間の表面オフセットＤ．Ｐ．を受け入れる。ベルト１６３が弾力的または弾性的に伸長可能な実施形態では、ベルト１６３は弾力的にまたは弾性的に伸長し、表面３１０と４１０に順応することがでできる。例えば、ベルト１６３は弾性的に表面３１０と４１０の周りで変形し、表面３１０と４１０の間の表面オフセットＤ．Ｐ．を受け入れる。このような例では、ベルト１６３はベルト１６３の主面に垂直な方向で弾力的に伸長し、表面オフセットＤ．Ｐ．を受け入れる。
【0064】
ベルト１６３は、ウェブ１３４の少なくとも一部を掴むための、表面３１０と４１０にそれぞれ対応する圧縮力を作り出してもよい。このような例では、表面３１０と４１０上のベルト１６３の圧縮力は異なってもよい。例えば、表面４１０に対するベルト１６３の圧縮力は、表面３１０に対するベルト１６３の圧縮力よりも小さくてもよい。このような例では、表面オフセットＤ．Ｐ．は、表面３１０と４１０に対するベルト１６３の異なる圧縮力を作り出す。圧縮力は、所望する機能的特性を達成するために十分である場合がある。例えば、圧縮力は低いかも知れないが、ベルト１６３がウェブ１３４をピンチ領域１７６を通って駆動することができれば十分である。さらに、ベルト１６３の表面３１０に対する圧縮力は、シール１１２が表面４１０の隣に作り出される間、チャンバ１２０から空気が漏れることを防げれば十分でもよい。より詳細には、ベルト１６３の表面３１０に対する圧縮力は、表面４１０に隣接する加熱シール領域からチャンバ１２０内の圧力を実質的に単離できれば十分かもしれない。
【0065】
他の実施形態では、表面３１０は、回転するディスク３００の一部を形成する。このような実施形態では、ウェブ材料がシーリングアッセンブリを通って移動する際、ウェブ材料はディスクを回転させる。他の実施形態では、駆動システムがディスクを回転する。
【0066】
図９Ａと９Ｂは、平坦なピンチゾーン１７６´を有する異なる実施形態を図示しており、この実施形態では、上側（１６４ａ／ｂ）と下側（例えば、１６３ａ／ｂ）の圧縮エレメントは異なるレベルでウェブ材料１００に圧力を掛け、材料を横に屈曲させる。例えば、ベルト１６３ａと１６３ｂは、互いに相対的にＤ．Ｐ．´の距離で垂直方向にずれる。異なるレベルの圧力を印加する、対向する異なる圧縮エレメントに起因し、圧力は距離Ｄ．Ｐ．で互いにずれる。このように、直線的なピンチゾーン１７６´も異なる圧力領域２７６ａ´と２７６ｂ´を確立する。サポート１６３ｃおよび／または加熱アッセンブリ４００´などの内部構造も、他のエレメントからの圧力を与えるまたは食い止めるために位置するまたは傾いていてもよい。
【0067】
図９Ｃと９Ｄは、平坦なピンチゾーン１７６´´を有する他の実施形態を図示しており、この実施形態では、上側（１６４ａ／ｂ´´）と下側（例えば、１６３ｄ´´）の単一の圧縮エレメントは、異なるレベルでウェブ材料１００に圧力を掛け、材料を横に、下側の圧縮エレメントを横に屈曲させる。対向する圧縮エレメント１６４ａ´´または１６４ｂ´´は、１６３ｄ´´とによって対向する圧力を形成し、オフセットＤ．Ｐ．を産み出す。このように、直線的なピンチゾーン１７６´´も異なる圧力領域２７６ａ´´と２７６ｂ´´を確立する。このことは、単一の下側ベルトを含む例として示され、ベルトもＤ．Ｐ．屈曲する。この屈曲は、ノズル外にあり、生成するシールから離れた流体を単離することを促進する。
【0068】
種々の実施形態によると、駆動機構１６０は圧縮機構１６１を含む。圧縮機構１６１はベルト１６４を含むことができる。種々の実施形態によると、圧縮機構１６１は、ガイド表面４１０を含む。種々の実施形態によると、ガイド上面４１０は、加熱アッセンブリ４００に隣接してもよく、第１のシーリング表面とも記すことができ、ベルト１６３および／またはベルト１６４のベルト進路の少なくとも一部を設定してもよい。例えば、ベルト１６３および／またはベルト１６４は、ガイド表面４１０に巻き付いてもよい。幾つかの例では、ガイド表面４１０は、隣接するベルトサポートの間の線内に突き出て屈曲したベルト進路を形成してもよい。幾つかの実施形態では、ガイド表面は移動可能であり、例えば動力駆動されない、または動力駆動される滑車の周りの表面でもよい。図７～８に示されるように、ガイド表面４１０は固定される。駆動機構の側面図（すなわち、ウェブを越えて横）から分かるように、ガイド表面は、平坦／直線的であってもよく（例えば図９Ａと図９Ｂを参照）、あるいはガイド表面は弧状でもよい（図６参照）。一つの例では、図８Ａ～８Ｅに示されるように、ガイド表面は弧状であり、図６中の例に示されるように、駆動機構（例えばベルト１６４）の進路の少なくとも一部を弧の中に設定する。さらに、あるいはこれに替わり、駆動機構（例えばベルト１６３と１６４）は、圧縮機構の一部を形成し、対向する表面（例えば、ウェブ支持表面４１０）に対して引っ張る、さもなければ圧縮圧力を掛ける。ここで、一つ以上の圧縮機構は十分に静止して対向力を与える。このように、対向する面（例えば、ウェブ支持表面４１０）はベルト１６３と１６４の両者の進路の一部を定義する。進路のこの部分がピンチ領域１７６である。このような例では、ベルト１６３と１６４はガイド表面４１０に対して傾き、ウェブ１３４の層を一緒に挟み込む。好ましい実施形態では、ガイド表面４１０は、少なくとも部分的に円、および／またはピンチゾーン１７６を介して円形である。
【0069】
図２～７に示された特定の例を詳細に説明すると、駆動機構１６０は、圧縮ベルト１６３と搬送ベルト１６４を含むことができる。圧縮ベルト１６３は駆動滑車（例えば１７１）および一つ以上の動力駆動されない滑車（例えば１７３）の周りに巻き付く。滑車のいずれかは、圧縮ベルト１６３を配置するまたは圧縮ベルト１６３に張力をかけるための引張機構を含んでもよい。駆動機構１６０はまた、圧縮ベルトを対向する圧縮エレメントに巻き付けるための動力駆動されない滑車（例えば１７５）を含んでもよい。この例で示されるように、対向する圧縮エレメントは、加熱アッセンブリ４００である。加熱アッセンブリ４００は、支持表面４１０を定義する支持構造４０５を含む。滑車は、圧縮ベルト１６３が支持表面４１０の回りに巻き付き、圧力を支持表面４１０に及ぼすように配置される。この相互作用がピンチゾーン１７６を定義する。駆動機構はまた、支持表面４１０の周りに巻き付けられた搬送ベルト１６４を含んでもよい。滑車１７７は、搬送ベルトを支持し、誘導し、支持表面４１０の周りに位置させる。滑車のいずれかは、搬送ベルト１６４を配置するまたは搬送ベルト１６４に張力をかけるための引張機構を含んでもよい。
【0070】
種々の実施形態によると、搬送ベルトは、特に圧縮ベルト１６３と比較すると、低摩擦材料であってよい。好ましい実施形態では、搬送ベルト１６４はテフロン（登録商標）ベルトである。好ましい実施形態では、搬送ベルトは約５～５０ｍｉｌの厚さである。
【0071】
注目すべき点、そして繰り返しとなるが、駆動機構は、ベルト、ローラ、または他の適切な搬送装置を含む任意の適切なシステムであってよい。図２～７に示され、ここに記載された実施形態は、対向するベルトと圧力ディスクを用いる、適切なシステムの一つの形式の例に過ぎない。当業者であれば、本開示を考慮し、ベルトまたはディスクに関して議論されたコンセプトがローラや他のウェブ搬送装置を利用する他のシステムに適用できることが理解されよう。
【0072】
種々の実施形態によると、膨張・シーリング装置１０２は、一つ以上のカバー（例えば１８２と１８４）を膨張・シーリングアッセンブリ１３２の上に有してもよい。カバー（例えば１８２と１８４）は、ウェブが点Ｂにおいてピンチ領域１７６を出たのちにウェブを再誘導するよう、操作することができる。例えば、カバーは反った表面１８２ａおよび／または１８４ａを含み、表面１８２ａおよび／または１８４ａは、可撓性材料１００が点Ｂから出る際に可撓性材料１００と接触し、可撓性材料１００が圧縮機構１６１と１６２から離れることを促進してウェブ材料１００を任意の所望の方向に再誘導する。カバーは、ローラよりも固い材料であってよく、ウェブ材料１００と噛み合ったり接着したりする傾向が比較的小さくなるよう、十分に滑らかで連続的であってよい。
【0073】
上述した駆動機構のためのこれらの種々のシステムのそれぞれにおいて、シーリングアッセンブリ１３２はまた、ウェブ材料１００の異なる層を互いにシールするように操作可能な加熱アッセンブリ４００を含む。
【0074】
好ましい実施形態によると、加熱アッセンブリは固定される。可撓性材料１００と駆動機構が加熱アッセンブリと加熱エレメントに対して相対的に動いている間静止している種々の加熱アッセンブリと加熱エレメントの例を図８Ａ～８Ｅに示す。可撓性のウェブ材料１００が加熱アッセンブリ４００を越えて移動する際に静止状態を維持するように加熱アッセンブリ４００を配置することにより、加熱アッセンブリの同じセクションによってシール全体が形成され、これにより、加熱アッセンブリの温度、位置、および全体の条件に関する高い一貫性が得られ、その結果、一貫したシールを提供することができる。加熱アッセンブリ４００の固定位置により、所定の加熱エレメントおよび／または加熱エレメント引張機構の組み立てが簡素化され、これにより、シールの一貫した適用をさらに改善することができる。
【0075】
種々の実施形態によると、加熱アッセンブリ４００は、進路Ｅの少なくとも一部を定義することができる。より詳細な実施形態では、加熱アッセンブリ４００は、進路Ｅに沿ったピンチゾーン１７６の一部を定義する。上述したように、進路Ｅのこの部分は直線的でも湾曲していてもよい。図９は直線状の進路の例を示す。一方、図２～８は曲線からなる進路の例を示す。いずれの実施形態においても、加熱アッセンブリ４００は加熱エレメント４５０を支持する。これは、直接行われてもよく、間接的に行われてもよい。例えば、加熱アッセンブリ４００上に搭載されるベルトを用いてウェブ材料１００に熱を伝えてもよい。他の例では、分離した加熱エレメント４５０を加熱支持構造４０５上に直接搭載してもよい。このような例では、他のカバー、シールド、ベルト、または適切な保護装置が加熱エレメント４５０をウェブ材料１００から分離することができる。例えば、保護エレメント４６０が加熱要素４５０を覆い、これを搬送ベルトまたはシステムの他の搬送機能（例えば、フィルム、圧縮エレメント、ローラなど）から保護することができる。
【0076】
一つの例では、加熱アッセンブリ４００は、カバー１８５に取り付けられ、さもなければカバー１８５から延伸する。上述したように、加熱アッセンブリ４００は、一つ以上の駆動部材に隣接し、圧縮機構１６２または１６３と相対するように位置する。より詳細な例では、図７に示すように横から見た場合、加熱アッセンブリが搭載され、少なくともベルト１６３と１６４の曲率の一部を設定する表面４１０を定義する。種々の実施形態によると、加熱アッセンブリ４００は、第１の導電性支持体４０２、第２の導電性支持体４０４、絶縁性支持体４０６、および加熱エレメント４５０を含む。第１の導電性支持体４０２、第２の導電性支持体４０４、および絶縁性支持体４０６は互いに接続され、ウェブ支持表面４１０を定義する。種々の例では、加熱エレメント４５０は表面４１０に沿って配向する。好ましくは、加熱エレメントは、縦に直線的であり、ピンチゾーン１７６において圧力を受ける狭い部分と広い部分の両方を備える。
【0077】
種々の実施形態によると、加熱エレメント４５０は、導電性支持体４０２／４０４に電気的に接続される。加熱エレメントは、導電性および絶縁性支持体４０６を横切るように置かれ、導電性および絶縁性支持体４０６によって支持される。導電性および絶縁性支持体４０６を横切るように置かれ、導電性および絶縁性支持体４０６によって支持される加熱エレメント４５０の一部は、少なくとも一部において、加熱ゾーン１６７の一部またはすべてを定義する。この実施形態では、絶縁性支持体４０６は、導電性支持体４０２／４０４を電気的に分離する。これに替えて、あるいはさらに、絶縁性支持体４０６は、熱的に絶縁性でもよい。熱的に絶縁性の特性を有することで、絶縁性支持体４０６は、冷却ゾーンと加熱ゾーンの間の温度差の制御を補助し、これにより、シールの質および／または効率を改善することができる。
【0078】
ここで議論された種々の実施形態によると、加熱エレメント４５０は、高加熱領域４５４を含んでもよく、高加熱領域４５４は、加熱エレメント４５０の残りの部分と比較して比較的高い温度を有する。加熱エレメント４５０の加熱ゾーン４５４は、加熱ゾーン１６７に対応する。高加熱領域４５４は、表面４１０の上流端へずれている。ウェブ支持表面４１０の上流端もピンチゾーン１７６の上流端に対応する。加熱ゾーン１６７をピンチゾーン１７６の上流端へずらすことにより、ピンチゾーン１７６は、プロセスの一部の加熱と初期の冷却プロセスの間、ウェブ材料１００に圧力を掛けるために利用することができる。幾つかの実施形態では、加熱エレメント４５０は、ピンチゾーン１７６の材料進路に沿った種々の領域の全体に亘って延伸する異なる加熱レベルを備える異なるセクションを有してもよい。このように、加熱ゾーン１６７においてシールが形成された後、ピンチゾーン１７６を介して圧力を依然として加えながらウェブ材料１００の温度を制御することができる。
【0079】
種々の実施形態によると、加熱エレメント４５０は、ピンチゾーン１７６の全体の長さを延ばす。加熱エレメント４５０がピンチゾーン１７６よりも長いことが好ましいが、幾つかの例では、より短くてもよい。加熱ゾーン１６７、および加熱ゾーンの後の冷却ゾーン１６９がピンチゾーン１７６内に存在する。種々の例において、加熱ゾーンは加熱エレメントの長さの約１／４と１／２の間である。好ましくは、加熱ゾーンは加熱エレメントの長さの約１／４である。種々の例では、加熱ゾーンは、ピンチゾーンの長さの約１／２と３／４の間である。好ましくは、加熱ゾーンはピンチゾーンの長さの約２／３である。冷却ゾーンは、ピンチゾーンの長さの約１／４と１／の間である。好ましくは、冷却ゾーンは、ピンチゾーン１７６と長さの約１／３である。
【0080】
種々の実施形態では、加熱アッセンブリ４００は、ノズル１４０と膨張されるチャンバ１２０の間で横に位置して横シールの各々を越えてシールする。幾つかの実施形態は、中央膨張チャネルを有することができ、この場合には、ノズルの反対側に第２のシーリングアッセンブリと膨張アウトレットが設けられてもよい。ウェブの配置、よび膨張ノズルとシーリングアッセンブリの横の配置については公知のものを利用できる。
【0081】
膨張後、ウェブ材料１００は、材料進路「Ｅ」に沿ってピンチ領域１７６に向かって前に進められ、そこでウェブ材料１００はシーリングアッセンブリ１０３に入る。一つの例では、ピンチ領域１７６は、隣接する圧縮機構１６１と１６２の間に配置される。ピンチ領域１７６は、第１と第２の層１０５、１０７を互いにプレスする、またはチャンバ１２０から流体が逃げないように締め付けて加熱アッセンブリ４００によるシールを容易にする領域である。図５に示すように、ピンチ領域１７６は、圧縮機構１６２と加熱アッセンブリ４００の間のピンチ領域を含む。圧縮機構１６２と加熱アッセンブリ４００の間のこのピンチ領域で生成される圧力により、シールの形成が補助される。既に指摘したように、加熱アッセンブリ４００は固定されていてもよい。このため、このような実施形態では、圧縮機構１６２と加熱アッセンブリ４００の間のピンチ領域１７６は、可動性エレメント、例えば圧縮機構１６２、および実質的に固定されたエレメント、例えば加熱アッセンブリ４００を含む。種々の実施形態によると、駆動機構１６０およびローラ１６１と１６２は、可撓性材料１００をシステムを通して駆動させるために互いに対して圧縮されることができ、ローラ１６１と１６２は、駆動機構１６０上で可撓性材料１００を通すように開くことができる。同様に、図５に示すように、駆動機構１６０が開いた状態をとることにより、可撓性材料１００を加熱シーリングアッセンブリ４００と対向するローラ１６２の間に通すことができる。
【0082】
加熱アッセンブリ４００は、ピンチ位置に隣接して配置される加熱エレメント４５０を含み、ピンチ領域１７６を加熱する。ここに開示される種々の実施形態では、ピンチ領域１７６に隣接する圧縮機構は回転することができるが、加熱エレメントアッセンブリ４００は、固定された加熱エレメントである。既に指摘したように、ピンチ領域１７６は、圧縮機構１６１と１６２が互いにまたはウェブ材料１００と接触する領域であり、同様に、圧縮機構１６２と加熱エレメントアッセンブリ４００が互いにまたは可撓性材料１００と接する領域である。
【0083】
上述したように、加熱アッセンブリ４００は、一つ以上の加熱エレメントを含む。加熱エレメントは、隣接する層を一緒にシールするために適切な任意の材料または設計であってもよい。種々の実施形態では、加熱エレメント４５０は抵抗ワイヤまたはフォイルであってもよい。ワイヤまたはフォイルは、ニクロム、鉄－クロム－アルミニウム、白銅、または、可撓性材料の層を互いにシールするために用いられる条件下において加熱エレメントを形成して操作するために適切な他の金属で形成することができ、これにより、加熱エレメント４５０は二つの層１０５、１０７を互いに溶融し、融合し、接合し、結合し、または一体化することができる。好ましい実施形態では、加熱エレメント４５０は、ソフトに焼き生された約８０％のニッケルと２０％のクロムから形成される。他の実施形態では、加熱エレメント４５０は、薄膜加熱エレメントであってもよい。薄膜加熱エレメント４５０は、チタン酸バリウムとチタン酸鉛の複合体、または、加熱エレメント４５０によって十分な熱が得られ、層を互いにシールできる条件下で加熱エレメントを形成、操作するために適切な他の材料で形成されていてもよい。種々の実施形態によると、加熱エレメント４５０は約３００°から５００°Ｆの間まで熱くなる。好ましくは、加熱エレメント４５０は約４００°Ｆに達する。加熱エレメントの末端は、約１２５°と２２５°Ｆの間の低熱に達する。好ましくは、末端は約１８０°Ｆに達する。
【0084】
種々の実施形態によると、図８Ｆに示すように、加熱エレメントは、高温部４５４と低温部４５９を含む。高温部４５４は、加熱エレメント４５０の長さの一部で断面が減少した部分によって定義される。断面が減少することで、加熱エレメントにおいて抵抗が増大する。増大した抵抗によって加熱エレメント４５０は高温部４５４に亘って温度が飛躍的に上昇し、高温部４５４は、第１と第２の膜の層を互いにシールする縦シールを作り出すために層を加熱するに十分となる。低温部４５９は、加熱エレメントの低温部よりも断面が大きい領域によって定義される。断面が大きいほど印加される電流に応答する抵抗が低くなり、低温部４５９は温度となる。種々の実施形態では、低温部はシーリング装置の周囲の温度よりもかなり高い。種々の実施形態では、高温部４５４は、加熱エレメント４５０の他端よりも加熱エレメント４５０の一端に近く位置する。このずれた位置により、高温部４５４は上述したピンチゾーンの上流端側にずれることができる。
【0085】
加熱エレメント４５０の一例によると、加熱エレメント４５０は約７から７と１／２インチである。加熱エレメント４５０は、３と１／４から３と３／４の間の長さＬ３を有する第１の低温部４５９を含む。加熱エレメント４５０は、１と３／４から２と１／４の間の長さＬ１を有する第２の低温部４５９を含む。低温部は、約１／４から３／８インチ幅である。低温部は、約１と１／２から２インチの間の長さＬ２を有する高温部４５４において接続される。エレメントは１インチ幅の約１／８である。加熱エレメント４５０は、１～５ｍｉｌの厚さでよく、好ましくは約３ｍｉｌの厚さである。加熱エレメント４５０に亘って印加される電流に対する応答において、低温部は約１８０°Ｆまで熱くなり、高温部は約４００°Ｆまで熱くなる。
【0086】
種々の実施形態によると、図８Ｆに示すように、加熱エレメントは、加熱アッセンブリ４００に取り付けるための接続エレメント４５３と４５５を各末端に有する。一つの例では、接続エレメントは、加熱支持構造４０５上の接続エレメント４１５／４１６に接続されるように取り扱うことが可能な開口である。
【0087】
種々の実施形態によると、固定された加熱エレメント４５０と可動性ローラ１６２との間または可撓性材料１００との間に低摩擦層４６０が位置する。低摩擦層４６０は、ローラ１６２と加熱エレメント４５０間の摩滅を低減するために適している。加熱エレメント４５０を有する実施形態では、低摩擦層４６０は、エレメントの摩耗を低減し、また、シーリングの間、加熱エレメント４５０が可撓性材料１００へ切り込む傾向を制限することができる。薄膜加熱エレメント４５０を有する実施形態では、低摩擦層４６０は、加熱エレメント４５０を支持する基材、および加熱エレメント４５０自身の摩耗を低減する。薄膜加熱エレメント４５０は、ワイヤ加熱エレメントと比較して構造的に薄い傾向にあるため、低摩擦層４６０は、摩耗による薄膜加熱エレメント４５０の劣化をも防止する。また、低摩擦層４６０によって、可撓性材料１００が円滑に加熱エレメント４５０に亘って遷移することができ、シールが改善される。一つの例では、低摩擦層は、加熱エレメント４５０の露出した部分に亘って取り付けられるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の薄いストライプである。さらに、耐久性エレメントとしてＰＴＦＥを用いることにより、より高価な耐久性エレメントを交換することなく層を交換することができる。ＰＴＦＥは、テープとして加熱エレメントと周辺コンポーネントに取り付けることができる。ＰＴＦＥの非接着性の層は、加熱エレメントに対して機械的に位置することもできる。機械的に固定することにより、接着剤の心配をすることなくパーツ交換が可能となる。例えば、層を収容するためのねじ固定、またはＰＴＦＥを適所に固定するためのクリップもしくは他の機械的ハードウェア、あるいは筐体を形成してもよい。他の例では、シリコーンなど、加熱エレメント４５０において作り出される熱を吸収することができる低摩擦材料が適用される。
【0088】
他の実施形態によると、図８Ａ～８Ｅに示すように、加熱エレメント４５０は二クロムワイヤまたはフォイルである。加熱エレメント４５０は、絶縁体ブロック４０６に亘って延伸された二クロムワイヤ４５０を含む。二クロムワイヤ４５０の各末端は、コンタクト４１５と４１６に取り付けられる。電流を加熱エレメント４５０に供給してこれがヒートアップするよう、電気配線４５１と４５２がコンタクト４１５と４１６に接続される。ワイヤの幅を制御することにより、熱出力が影響される。例えば、同一の電気入力で比較すると、ワイヤ幅を狭くすることで熱出力が増大する。しかしながら、これは可塑性材料に形成されるシールが狭くなるという欠点も有する。幾つかの例では、シール幅は、加熱エレメントに複数のワイヤの掃引線を設けることで制御される。
【0089】
一つの実施形態によると、図８Ａ～８Ｅに示すように、加熱エレメント４５０は薄膜ヒータである。このような実施形態では、加熱エレメントアッセンブリ４１０は、二つのコンタクトを接続する薄膜加熱掃引線を有する加熱エレメント４５０を含む。加熱エレメント４５０は、基材によって留められていてもよい。例えば、加熱エレメントアッセンブリは、加熱掃引線を支持するポリイミド基材を含む。加熱エレメント４５０は、基材の二つの層の間に挟まれてもよい。加熱エレメント４１０は、ポリイミド層上に気相堆積することによって形成することができる。一つの例では、複数のポリイミド層は約１と３ｍｉｌの間の厚さである。好ましい例では、複数のポリイミド層は、それぞれ約２ｍｉｌの厚さである。ポリイミド層は、加熱掃引線４５０を挟み、一つの例では、加熱掃引線４５０は約１と３ｍｉｌの間の厚さである。好ましい例では、加熱掃引線４５０は、約２ｍｉｌの厚さである。ポリイミド層は、加熱掃引線を包み込み、孤立的特性を与える。ポリイミドを互いに結合するプロセスでは、加熱エレメント４５０が作り出すことが可能な温度が扱われ、これにより、接着剤の必要性が排除される。典型的には、接着剤は機能性温度が低く、このため、加熱エレメントでは一般的に避けられる。さらに、ポリイミドをそれ自身に直接結合させることで、アッセンブリから一つの変数を排除することができる。
【0090】
他の実施形態では、加熱エレメント４５０の外周は、加熱掃引線４５０上のフッ素化されたエチレンプロピレン（ＦＥＰ）から形成することができる。この構造では、高温と高圧によって接着剤を使用する必要性が排除される。また、ＦＥＰの外層は、他のコンポーネントとの摩擦や引っ掛かりを低減するために織目が付けられていてもよい。他の実施形態では、薄膜の外周４１０は、さらなる保護を与え、絶縁を実現し、結合剤として働き、外周のオーバーモールディングといった追加的な製造オプションを与えるシリコーンなどの他の材料がさらに巻き付けられていてもよい。
【0091】
加熱要素４５０は、バッキングブロック４０６に亘る張力内に保持される。加熱アッセンブリ４００上の二つのコンタクトの各々は、加熱アッセンブリコンタクト４１５と４１６に接続され、これらは続いて電気配線４５１と４５２に接続される。ここで議論されたの実施形態のいずれかにおいて、加熱エレメント４１０、コンタクト４１５／４１６、および絶縁体ブロックは、加熱アッセンブリ４００の構造の内側または外側に配置することができる。低摩擦層４６０を表面４１０に沿って適用してもよい。
【0092】
種々の例では、加熱アッセンブリ４００の筐体は、細長い「Ｕ」字形状をしており、この「Ｕ」字形状は、筐体が固定されたまま、「Ｕ」字形状の筐体の表面４１０に沿ったピンチゾーン１７６を通るベルト進路とウェブ進路に適合するような大きさにされている。筐体はまた、筐体４２０をベルト１６３および／または１６４と揃えるために適したスタンドオフ４７２と４７４を含んでもよい。一つの例では、スタンドオフはプレート１８５に取り付けられ、筐体とベルトが揃うよう、筐体をプレートから適切な距離で離隔する。スタンドオフ４７２と４７４は、電気配線をそれぞれ収容することもできる。ここでは加熱アッセンブリ４００がベルト駆動機構と揃う例を用いて説明されるが、ローラまたはドラムの端部とのアライメント、ベルト駆動機構とのアライメント、または固定された加熱アッセンブリを経て可撓性材料の搬送を可能にする任意の構造的関係といった、他の実施形態もカバーされる。他の実施形態では、可撓性材料が固定され、固定された可撓性材料を越えて加熱アッセンブリが駆動されてもよいであろう。
【0093】
種々の実施形態によると、加熱シーラーアッセンブリ４００は、加熱エレメント４１０のための張力機構を含む。張力機構は、加熱エレメント４１０内の張力をバッキングブロック４０６に亘って保持するように構成されるシステムである。加熱エレメントは加熱と冷却が行われるため、加熱エレメントの長さおよび／または構造が変化する。これらの変化は、加熱エレメント４１０と周辺コンポーネントとの間、または可撓性材料１００との間の関係を変更させる可能性がある。ワイヤを利用する場合には、ワイヤ加熱エレメントの長さ変化は十分に大きく、不十分なシール形成を引き起こし、ワイヤ加熱エレメントが可撓性材料１００を切断してしまうおそれが潜在的に存在する。温度上昇に起因して追加された加熱エレメントの長さが張力機構によって「吸収される」ため、加熱エレメントはバッキングブロックに対して同じ高さを維持し、定位置に留まる。加熱エレメントがバッキングブロックに対して同じ高さを維持しない場合、シールする際にフィルムを切断する虞がある。一定の圧力によって一貫したシールが提供される。種々の実施形態では、一つ以上のコンタクト４１５と４１６は弾力があってよく、これにより、加熱エレメントをバッキングブロック４０６に亘って伸ばすための力を与えることができる。図８Ｃに示された一つの例では、コンタクトブロック４０２は、レバーとばねを含み、加熱エレメント４５０をテンションが掛けられた状態に置く。ばね４８２はブロック４０２の筐体内の棚上に掛けられており、レバー４８０をばね４８２から旋回させて、加熱エレメント４５０をテンションが掛けられた状態に置く。ばねによる張力機構はまた、熱膨張の間、加熱エレメントにおける張力変化を可能にする。
【0094】
他の例では、図８Ｃに示されるように、張力機構は、加熱エレメントアッセンブリ４００内に構築されてもよい。加熱掃引線の厚さや物理的パターンは、様々な電力密度を提供するために変更することができる。薄膜エレメントは、掃引線の構成を変えることで種々の幅と長さを持つことができる。薄膜エレメントも、より滑らかであり、加熱エレメントによって可撓性材料１００が切断されるおそれを低減または排除する。
【0095】
ここで議論された種々の実施形態と例は、固定された加熱アッセンブリ４００を指向するものであるが、ここで議論された種々の実施形態と例における様々な機能やエレメントは、幾つかの可動性加熱アッセンブリに対しても同様に適用される。一つの例では、加熱アッセンブリ４００は、ディスク３００を含む。したがって、幾つかの加熱エレメントアッセンブリ構造は、他の構造が固定されたまま、駆動機構によって動くことも可能であろう。他の例では、幾つかの加熱エレメント張力機構は、加熱アッセンブリを動かすために応用することも可能であろう。他の実施形態では、加熱エレメントアッセンブリは、駆動エレメントとともに動き、可動性の駆動エレメントに対して相対的に固定され、圧縮機構の動きに対して相対的に動き、ウェブ材料１００に対して相対的に動き、または筐体１４１に対して固定されていてもよい。当業者は、本開示に基づいてこれらの機能とエレメントを他の様々なシステムに適用することができ、ここでは、そのシステムのうちのいくつかが開示されたに過ぎない。
【0096】
シール後、第１と第２の層１０５、１０７は、冷却ゾーン１６９に沿って圧力を掛けられながら冷却され、これにより、シールが硬化する。冷却ゾーン１６９は、ヒートシンクとして働いてもよく、あるいは熱を大気に散逸させるための十分な冷却時間を提供してもよい。
【0097】
好ましい実施形態では、加熱アッセンブリ４００と一つ以上の圧縮機構１６１、１６２は、第１のピンチ領域１７６において加熱アッセンブリ４００に対して協同的に第１と第２の層１０５、１０７をプレスする、または摘まみ、二つの層を互いにシールする。シーリングアッセンブリ１０３は、圧縮機構１６２から加熱アッセンブリ４００に対する圧力を利用して、これらの間で相１０５、１０７を十分にプレスするまたは摘まんでもよい。
【0098】
種々の実施形態によると、膨張・シーリングアッセンブリ１３２は、ウェブ材料１００を切断するための切断アッセンブリ２５０をさらに含んでもよい。好ましくは、材料進路「Ｅ」に沿ってエッジを経てウェブ材料１００が動かされるため、切断部材はウェブ材料１００を切断するために十分である。より詳細には、切断アッセンブリ２５０は、第１の長手方向端１０１とチャンバのマウス１２５の間で第１と第２の層１０５、１０７を切断する。幾つかの構成では、切断アッセンブリ２５０は、ウェブ材料１００の膨張チャネル１１４を開くようにウェブ材料１００を切断し、膨張ノズル１４０から第１と第２の層１０５、１０７を取り除いてもよい。種々の実施形態では、可撓性構造の膨張チャネル１１４は、構造の中央でもよく、他の位置にあってもよい。このような実施形態でも、切断アッセンブリ２５０は、膨張・シーリングアッセンブリから、詳細にはノズル１４０から膨張チャネル１１４を除去するように依然として適合することができる。
【0099】
本出願の明細書において具体的に特定された任意のまたはすべての参照文献は、それらの全体が参照によってここに明確に組み入れられる。ここで使用された「約」という文言は、対応する数およびその数の範囲を指すものとして一般的に理解すべきである。さらに、ここにおける全ての数値範囲は、その範囲内のそれぞれ全ての整数を含むと理解されるべきである。
【0100】
幾つかの実施形態をここに記載したが、様々な変更、代替構成、および等価物を使用してもよいことが当業者によって理解される。種々の例と実施形態は独立して採用してもよく、または、これらは混合され、組み合わせて適合されて代替物のいかなる反復を形成してもよい。さらに、本開示の焦点を不必要に不明確としないよう、数多くの公知プロセスやエレメントは記載していない。このため、上述した記載は、本発明の範囲を限定するものとして用いられるべきではない。ここに開示された実施形態は、例を通じて教示するものであり、限定によって教示するものでは無いことを当業者は理解するであろう。したがって、上記記載に含まれるもの、または添付した図面に示される物は、説明のためのものとして解釈すべきであり、限定的な意味で解釈すべきではない。以下の請求項は、ここに記載された全ての一般的な、そして具体的な特徴、および本方法とシステムの範囲のすべての記述をカバーすることを意図しており、これらは言語による表現として請求項に落とし込まれている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】