JP2022002904A - 収容容器、その製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強度が高く、しかも容器としても大きさの自由度が高く、多様な物流用途にまで使用可能であって、かつ異物混入が軽減され、清潔性と安全性も高く、低コストの物流も可能としたシート体、及びそのシート体を構成するシートの接合及び搬送装置を提供する。【解決手段】柔軟性を有する複数のシートであって、一枚または複数のシート要素から構成された当該シートを重ねて平面状に重ね合わされた複合シートからなり、上記複合シートは、隣り合うシート間の所望の位置で熱溶着による接合と、突出部材の熱溶着による取り付けが行われて立体状に展開可能とされ、さらに、上記複合シートは、軸方向に分散して存在するシート搬送ローラとの干渉を避けるよう前記突出部材が取り付けられている、シート体。【選択図】図９

Description

本発明は、菌や他の物質の異物混入を軽減し、清潔性と安全性が高い収容容器、およびその製造方法および製造装置に関する。

保管、物流コスト削減及び異物混入を始めとする保管、物流事故の回避は、国内のみならず世界的な潮流となりつつある。

各種医薬、工業原料、食品原料等は、その保管、原料の注入から搬送、そして原料の排出に至る過程で、無害、有害に係わらず、外部からの菌や他の異物混入による汚染および品質の低下をさけなければならない。特に近年では、厳しい品質と信頼性が求められ、一度それに由来する事故が発生すれば、企業の死活問題へと発展することも珍しくない。

したがって、各種原料、材料の保管、運搬に対する品質の要求が日々高まっている。

一方、物流の点からみると、大型のタンクなどのなるべく大きな搬送容器に食材や医薬等の材料を格納して一度に運ぶことができれば、安価で管理もしやすいことから、従来、大型のタンクロローリに注入して、貨物としてトラックや鉄道、あるいは船等によって運ぶことが広く行なわれてきた。例えば、生牛乳を例にとると、繰り返して使用が可能であり、その洗浄の容易さから、比較的大きなロットとなるＩＳＯ規格で長さ２０ｆｔのＩＳＯタンクコンテナやそれよりも小さなロット用の輸送用コンテナが広く使用されている。また、タンクコンテナの洗浄の手間をはぶくための手法として、例えば、特開2005-239277号公報には、タンク内に適切な内袋を設けるための種々の手法が開示されている。

しかし、従来のタンク内の内袋は、主にタンク内の洗浄の手間を除くことを目的としたものであり、内容物の加重に対する耐圧強度はタンクそのものの強度に依存したものであり、内袋自体は必ずしも強い強度を有しているとはいえなかった。

さらに、コンテナ等の運搬容器は、原料を注入したときに外部からの菌等の汚染物質の混入を避けるために、タンクの洗浄や、原料を扱う担当者の衛生、品質管理、タンク内への原料注入の際の手順、タンクを運搬して原料を集約する際のタンク内の成分変化や異物チェックなど、厳しく品質チェックの工程が定められているのが一般的である。

例えば、独立行政法人「農畜産振興機構の集乳業務担当者向け作業手順Ｍａｎｕａｌ」には、生牛乳に対する集乳業務の手順が規定されている。その品質管理手順では、運搬されたタンクから集乳する際には、タンクからサンプルとして抜き取られて、菌等で汚れていないかどうかもチェックされる。しかし、そのチェックには培養等のために時間を要することもあり、それを待っていたのでは、食品そのものの品質の低下、しいては食品自体が腐ってしまうことから、やむなく集乳後食品加工に投入してロット管理を行い、万が一サンプルチェックで問題が発見された場合には、事後的にそのロットで作られた製品を廃棄する、という処理が通常行なわれている。

従って、大量のロットで集約した場合に、一度その食品の問題が発生した場合には、その廃棄する量も多くなるという問題が存在した。しかも、コンテナの取り扱いは、コンテナ自体が堅牢な金属で作られていることから、洗浄などを行なって再利用を行なうことで費用を軽減せざるを得なく、従って小ロットで運搬することは、品質管理を行なううえで高価とならざるを得ない。
以上のように、タンクの容量でロットが決まってしまうと、物流中での事故発生で大きな影響を与え、多大な損失を被ることともなる。

特開２００５-２３９２７７号公報

独立行政法人「農畜産振興機構の集乳業務担当者向け作業手順Ｍａｎｕａｌ」

本願発明は、従来のタンク内の内袋容器よりも、より強度が高く、しかも、容器の大きさの自由度が高く、多様な物流用途にまで使用可能であって、しかも、異物混入を軽減し、清潔性と安全性が高く、低コストの物流もはかれる容器、容器の製造方法および製造装置を提供するものである。

さらに本発明は、容器自体の運搬性と取り扱い性の自由度が極めて高い新たな容器形態を提供するものである。

本願発明によると、柔軟性を有する２以上のシートからなる複合シートを複数重ねて平面状に重ね合わされた当該複合シートとからなる容器の平面体であって、その複合シートは、隣り合う複合シート間の所望の位置で熱溶着による接合が行なわれて立体状に展開可能とした容器の平面体およびその容器の平面体を立体に展開された容器を提供するものである。

さらに本願発明は、柔軟性を有する２以上のシートからなる複合シートから構成される容器を平面状から立体的に展開できるように、複数の複合シートが同一方向に搬送されるようにし、これによって上記２以上の複合シートが平面状に重ね合わされて当該複数の複合シート間の所望の位置で熱溶着による接合が行なえるようにした、容器用シートの製造装置をも提供する。

また、本願発明の上記製造装置は、複合シートに取り付けられた突出部材の干渉を避けるために軸方向に分散して存在するシート搬送ローラと、そのシート搬送ローラに対応して設けられたテンション調整用のダンサーローラと、から少なくとも構成され、当該ダンサーローラはその回転中心軸から同心円状に等間隔に平行に配置された複数のバーがそれぞれの軸を中心として自由回転可能に構成され、ダンサーローラ自体も軸中心にして自由回転可能に構成されている。

さらに、本願発明の上記製造装置は、複合シートを送り出す第１の送り出し方向と直角の第２の送り出し方向から送り出された柔軟性を有する２以上のシートからなる複合シートを折り曲げて前記第１の送り出し方向に転換し、その転換された複合シートは、第１の送り出し方向から送り出された２以上の複合シートの間に２つ折で差し込むようにして、いずれの複合シートも同一の方向に搬送されるようにしている。

さらに、本願発明の上記製造装置は、搬送の過程で上記２つ折りの間に熱溶着のための加圧を受ける基板を挿入し、当該基板上で重ね合わされた複数の複合シート間の所定の箇所で熱溶着による接合を行なえるようにしている。

本願発明は、さらに容器用シートの製造方法を提供するものであり、柔軟性を有する２以上のシートからなる複合シートから構成される容器を平面状から立体的に展開できるように、複数の複合シートを同一方向に搬送し、前記２以上の複合シートが平面状に重ね合わされて当該複数の複合シート間の所望の位置で熱溶着による接合を行なうものである。

本願発明の上記製造方法は、さらに、上記複合シートを送り出す第１の送り出し方向と直角の第２の送り出し方向から送り出された柔軟性を有する２以上のシートからなる複合シートを折り曲げて第１の送り出し方向に転換し、その転換された複合シートは、第１の送り出し方向から送り出された２以上の複合シートの間に２つ折で差し込むようにしていずれの複合シートも同一の方向に搬送する方法をも提供する。

加えて、本願発明の製造方法は、上記搬送の過程で２つ折りの間に熱溶着のための加圧を受ける基板を挿入し、当該基板上で重ね合わされた複数の複合シート間の所定の箇所で熱溶着による接合を行うようにしている。

本願発明による新たな着想により、２次元形状において多様な形状や大きさへの展開に対応した熱溶着を可能とし、それによって、容器の内容積側にある各角部を自在に曲線化することもでき、内部に注入された流体圧などの材料からの圧力にも耐えられる構造も提供が可能となる。構成するシートの材料、特徴や大きさ、厚さ、構成するシートの枚数も自在に調整できるために、注入する原料や搬送条件に応じた極めて信頼性の高い容器が提供できることの加え、容器自体の保管や運搬は、２次元平面状態で行なえるために、その取り扱いが極めて容易となる。
以下、本発明の実施例をより詳細に、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明による容器１の実施例である。 本発明による容器を構成する２層の壁面を示した概要図である。 本発明による容器を構成する２層の壁面部分を提供するための弁取り付けシート搬送装置１０の工程概略図である。 図３の弁取り付けシート搬送装置１０で使用される間欠型ローラを概略図である。 図３の弁取り付けシート搬送装置１０で使用されるローラ機構の概略図である。 シート反転装置２０の側面概要図である。 シート反転装置２０をやや斜め上方から見た概要図である。 シート反転装置２０におけるセットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），ｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）とセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）の搬送方向から見た側面概略図である。 立体に展開可能な複合シートに対しての熱溶着箇所を示す容器平面体の一例である。

図１は本願発明の立方体の容器１の一実施例である。容器１の一部側面には、液体、半液体、若しくは粒状または粉体状の材料を容器内の注入可能な注入口と、その材料を取り出し可能な排出口が設けられている。注入口と排出口は、その材料に対して容器を密閉可能なような蓋によって閉じることができる。注入口は注入した材料がそこから溢れださないように注入弁２からなり、他方、排出口は余分な外部物質が容器内に混入することを防止するための排出弁３からなることが好ましい。

図２は、容器１の側壁の断面図を示している。側壁は、少なくとも２つの複合シート４からなっている。複合シート４は、後述する熱溶着により互いが接合するための熱可塑性と可とう性を有するシート、好ましくは樹脂シートが２枚以上重ねられた複数のシートから構成される。熱可塑性とは、加熱により再度溶融するため特性を有するものであり、可とう性を利用して樹脂シートを好きな形状に折合わせて接着（溶着）することが出来るため、後述する熱溶着の工程で必要な箇所の接合を行なうために有利である

樹脂シートは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ＯＰＰなどのポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン系のほか、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）、アイオノマー等が含まれるが、これに限定されるものではない。

この例では、容器の側壁のうち容器内に面するシートは、ポリエチレン（ＰＥ）シートからなり、外部に面するシートはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートの２層構造を有し、内面は主に清潔を保つためであり、他方外部に面するシートは主に補強用である。従って、ここでは、内部のシートは比較的薄く、外部のシートはそれに対して厚くなっている。ただし、これは例示であって、複合シートが同一の材料で構成されるか、別の材料で構成されるかは、相互の素材間でどの程度ヒートシール機能が発揮されるかという点と、その使用する目的に応じて決定され、異なる特性のものを複合して使用することで、相互の機能を補完させるようにしてもよい。例えば、対安全性、耐食性、遮光性、機械的強度、印刷適正等の要件のほか、熱溶着の接合部の引張りや剥がれ強度も材料選定の重要な要素となし、そのような特性を配慮して、相互の厚さを同一にするか、別の厚さにするかも技術的に慎重に判断される。もちろん当業者が知っているように、接合部の引張りや剥がれ強度は、シートの厚さのほか、溶着する際の熱温度や熱の加え方、時間などによって変化する溶着部の形態に強く依存するものであり、一義的に規定されるものではない。

注入用又は排出用の弁２、３は、容器の複合シートに形成された孔に嵌合して熱溶着により複合シートに接合可能な弁である。注入弁および排出用弁は、略平らなシート接面部がその全周囲に中心から拡大して形成されている。シート接面部は全周囲に亘って容器側壁の内側シートの面と熱溶着可能な材料から作られており、シートとの接合により、弁２、３とシートとの間での漏れや外部物質の混入を防止する。弁２、３は、シートとのヒールシート性が高いプラスチック等からなる一体成型品でも良い。または、近年、金属へのヒートシール製を高めたＰＥＴシートなども利用されていることから、弁は腐食性と機械的強度性を考慮して、アルミニウム等の金属を一体成型されたものでもよい。従って、注入弁２と排出弁３は、容器内に収容する材料や収容量等に応じてその材料を選択されうる。ヒートシールの面である拡大した弁２、３の接合面を側壁のシート内面と接合することで、容器１に収容された流体等による外方向への圧力によって接合面が強固に接合され、弁２，３が接合面で剥がれることを防止することができる。

図３は、ロール状に巻かれた原反のシートを一端から引き伸ばしてその後の熱溶着工程（以下、後工程という）に供給するための注入弁２および排出弁３の取り付け工程およびその供給工程を示した概要図である。この工程を用いることにより、弁の取り付けから熱溶着による接合工程にいたるまで略自動化を行なうことが可能となる。従って、これらの工程プロセスを減菌、減埃したクリーンルーム内で実行することも可能となり、極力人の手を省くことにより清潔な容器を提供することが可能となる。

図３は、原反シート供給工程（供給部）１１、シートへのレーザ穴開け工程（穴開け装置）１２、弁付け工程（弁付け装置）１３、およびシートテンションコントロール工程（テンションコントロール装置）１４を少なくとも示している。各部は、集中管理するコントローラと通信可能に接続されている。コントローラは各部のステータスを把握しながら、全体の一連の動作を行なうように各部を制御する。尚、各部が独自に制御部を有し、各部間でステータス情報を交換しながら、全体として円滑な動作をおこなうようにプログラムされていても良い。

原反シート供給工程１１では２つの原反ロールのセットｒａ，原反ロールのセットｒｂからなる。一方のセットｒａと他方のセットｒｂとは、それぞれ同じシートの構成（シートＳ１、シートＳ２）から構成されており、シートＳ２が容器の内側のシート６（図２）、そしてシートＳ１が容器の外側のシート５（図２）として使われる。この例では、シートＳ１はＰＥＴシート、そしてシートＳ２はＰＥシートである。従って、原反ロールのセットｒａから供給されるセットシートＳ１，Ｓ２には、後述する弁付け工程（弁付け装置）１３において注入弁２を取り付けるようにし、他方、原反ロールのセットｒｂから供給されるセットシートＳ１，Ｓ２には、排出弁３が取り付けられるように、原反ロールの各セットから供給される。

ここでは詳述しないが、後工程である熱溶着工程では、原反ロールのセットｒａとセットｒｂとから供給されたシートＳ２がシートＳ１に対して内側に位置して互いに向き合う方向で重ねられ、熱溶着が行なわれる。従って、原反セットｒａとセットｒｂでも、双方のシートＳ２は、原反で見てその内側が向き合うようにセットされ、同様に、双方のシートＳ１は、シートＳ２の外側で、それぞれの内側面が互いに対向するように原反セットｒａ、ｒｂにセットされる。

引き出された一組のシートＳ１、Ｓ２（以下、セットシートという）は、原反ローラの先で積層するように互いに重ねられてレーザ穴開け工程１２に運ばれる。レーザ穴開け工程１２では、レーザ１２ａによって、注入および排出弁２，３の注入口および排出口の外形に合わさるようにセットシートＳ１、Ｓ２の一部を切り抜き、容器の注入口及び排出口用の開口部をそれぞれ形成する。レーザーカットは広く知られており、シートを切断できる程度の高出力のレーザ例えば、固体レーザや炭酸ガスレーザ、あるいは高出力の半導体レーザを使用することが可能である。

セットシートＳ１，Ｓ２の開口部が形成されたそれぞれの各セットシートはさらにその先に搬送され、その開口部へと弁を挿入しシートに接合する弁付け工程１３が行なわれる。

弁付け工程１３のうち、原反ロールｒａから送られてきたセットシートについての弁付け工程１３での処理を説明する。

弁付け工程１３には、シートの面に対して平行な水平面方向と水平面方向と直角の垂直方向への３次元の移動が可能な架台１３ａが設けられている。架台上には、その注入弁２の接合面が原反ロールｒａからのシートＳ１，Ｓ２に対向するように注入弁２が載置されている。架台１３ａに取り付けられている開口部識別センサー（図示せず）がシートＳ１，Ｓ２の開口部を認識して開口部と注入弁２との位置あわせを行なうように水平方向に移動する。注入弁２の円筒状の注入口と開口部との位置関係が一致することを開口部識別センサーが認識すると、架台１３ａは垂直方向に移動して、注入弁２の注入口がセットシートＳ１，Ｓ２の開口部内に挿入されて、シートの向こうに対峙する熱溶着装置１３ｂの加熱面の方向に弁２を押し付ける。熱溶着装置１３ｂの加熱面はセットシートＳ１，Ｓ２の面と略平行であり、注入弁２の接合面を熱溶着装置１３ｂの加熱面に押圧できるように、熱溶着装置１３ｂの加熱面の中央部分には注入弁２の注入口が入ることのできる程度の穴が形成されている。架台１３ａにより注入弁２の接合面を介してシートが熱溶着装置の加熱面に押し付けられると、加熱面の加熱によりシートＳ２が熱溶融して弁の接合面に接着される。熱溶融の程度によっては、シートＳ１も熱によって溶融し、シートＳ１，Ｓ２間の接合と注入弁２との接合に寄与する。

注入弁２をシートＳ１，Ｓ２（少なくともシートＳ２）に接合すると、注入弁２を残し、架台１３ａのみがもとの待機位置へと退避する。退避した架台１３ａには、架台１３ａの載置面へ隣接して架橋されるようにした載置面を有するコンベア（図示せず）が設けられている。架台１３ａ近傍までコンベア上を運ばれた新たな注入弁２は、図示しない移動アームによって移動されて架台１３ａの載置面の所望の位置に置かれ次の弁付け処理のために待機する。

他方の排出弁３の取り付け方法について説明する。原反セットｒｂから送り出されたセットシートＳ１，Ｓ２に開口部が形成されるとさらにその先に搬送され、その開口部に対する弁付け工程１３の処理が行なわれる。弁付け工程１３には、先の架台の代わりに、シートの面に対して平行な水平面方向とこれに垂直な方向への３次元の移動が可能であって排出弁３を保持する把持手段が設けられている。本願発明の例では、把持手段１３ｃは、圧縮空気を発生可能なコンプレッサと柔軟な管によって連通したゴム製のバルーン（図示せず）から構成されている。バルーンは、排出弁３の排出口の内部から径方向外側に圧縮空気の注入によって拡大することで排出弁３を排出口の中で保持するため、弁３を落下させずに目的のシート開口部にまで運ぶことが可能となっている。排出弁３は、その接合面がシートＳ１，Ｓ２面に対向するように保持されており、弁付け工程１３の把持手段１３ｃに設けられた開口部識別センサー（図示せず）が開口部を認識して開口部と排出弁３との位置あわせを行なうように水平方向に平面移動される。弁３の円筒状の排出口と開口部との位置関係が合うことを開口部識別センサーが認識すると、把持手段１３ｃは垂直方向に移動して、排出弁３の排出口がセットシートＳ１，Ｓ２の開口部内に挿入されて、シートの向こうに対峙する熱溶着装置１３ｄの加熱面の方向に弁３を押し付ける。熱溶着装置の加熱面はセットシートＳ１，Ｓ２の面と略平行であり、排出弁３の接合面を熱溶着装置１３ｄの加熱面に押圧できるように、熱溶着装置１３ｄの加熱面の中央部分には排出弁３の排出口が入ることのできる程度の穴が形成されている。把持手段１３ｃにより排出弁３の接合面を介してシートが熱溶着装置の加熱面に押し付けられると、加熱面の加熱によりシートＳ２が熱溶融して弁の接合面に接着される。熱溶融の程度によっては、シートＳ１も熱によって溶融し、シートＳ１，Ｓ２間の接合と排出弁３との接合に寄与する。

排出弁３をシートＳ１，Ｓ２（少なくともシートＳ２）に接合すると、圧縮空気の供給をやめてバルーンを縮小させ、把持効果を無くし、把持手段１３ｃのみがもとの待機位置へと退避する。退避した把持手段１３ｃに対向して載置面を有するコンベア（図示せず）が設けられている。コンベア上を把持手段１３ｃ近傍まで運ばれた新たな排出弁３は、図示しない移動アームによって移動されて把持手段１３ｃが把持できるようにコンベアの載置面の所望の位置に置かれる、把持手段１３ｃは弁３の取り付け処理の指示を受けると、コンプレッサが駆動され把持手段１３ｃは新たな弁３を把持して同様の弁付け工程を行なう。

弁２，３の弁付けが行なわれたシートＳ１，Ｓ２は、シートテンションコントロール工程（装置）１４を通って次のシート反転機構（図６）に送られる。シートテンションコントロール工程（装置）１４では、柔軟性を有するシートのたわみやずれ、しわの発生を防止するために、ローラ１４ａでのローラ把持搬送とともに、ダンサーローラ１４ｂによって張力の均一化としわやよれ等の防止を図っている。
シートＳ１，Ｓ２にはすでに注入弁２または排出弁３が取り付けられているために、シートを送り込むローラの面がそれぞれの弁２，３に干渉しないように、図４に示したように部分的に径の小さな領域が形成されている。径の小さな領域は、予めプログラムされている注入弁２または排出弁３の位置との関係で、矢印で示したように軸方向に移動させ固定できるように調整可能である。注入弁２と排出弁３とでは、シート状での相対的な位置が異なっているために、同じローラを使用しても、その位置に対応したローラとすることができ、別な形状や大きさの容器をつくるための弁つきシートにも対応させることを可能としている。

ローラ面が軸方向に対して間歇的であると、シートの幅方向からみて部分的にシートを把持せず張力が加わらない部分を有することから、望ましくないしわやよれの原因ともなりうる。その問題を防止するために、シートの幅方向に亘って全体として張力を一定にするためのダンサーローラ１４ｂが寄与する。ダンサーローラ１４ｂは、図５に示すように、中心回転軸を中心として円周上に略等間隔で４本平行に配置された自由回転バーから構成されたローラ機構からなっている。自由回転バーの隣り合う間隔はシート状の突起物となる弁の大きさよりも大きい。自由回転バーと同様に、ダンサーローラ１４ｂ自体も軸を中心に自由に回転できるようになっており、周囲にかけられたシートの張力が所定の範囲内となるように、図から見て上下に移動可能し、シートの張力が弱くなるとシートを引き伸ばす作用を与え、逆にシートの張力が強くなるとシートを緩める作用を与える。

図３に示すように、図５のダンサーローラ１４ｂのローラ機構（回転機構）と同じ構成であり、張力制御のための移動機能は有さず場所が固定されるローラ機構１４ｃが、シートの搬送位置調整や経路変更のためにシートの搬送経路上の幾つかの場所で使用されている。ダンサーローラ１４ｂと同様に、前述した弁以外でも、突起物となる部品をシート上に設けた場合のシート搬送にとって有利である。搬送された突起部がローラ機構１４ｃの自由回転バーに当たると、自由回転バーはその自由回転により突起部を回避するように回転し、その回転作用が全体の自由回転に作用することで突起物を避け、突起部が自由回転バーに乗り上げることなく、その隣り合うバー間で突起部が搬送移動することとなる。

図３に戻ると、複合シートの複数のシート間を部分的に熱溶着により仮付けするための仮接合工程（装置）１５を設けるようにしてもよい。仮接合工程（装置）１５は、熱溶着のための加熱板１５ａと加熱板１５ａからの加圧を受ける基板１５ｂが、シートＳ１，Ｓ２の幅方向の両端近傍に設けられ、加熱した加熱板１５ａによってシートＳ１，Ｓ２を受け基板１５ｂに押圧することで、熱溶着による接合を図ることができる。仮止めは、上記したように、シートの両端近傍の最終的に使用しない領域でシート搬送方向に連続的にまたは不連続に行なっても良く、あるいは、製造する各容器に供されるシートの使用単位ごとに、最初と最後の部分でシートの幅方向に亘って行なうようにしても良い。シートは柔軟性があり、しかも複合シートを構成する各シートＳ１、Ｓ２は異なる素材と厚さでも良いことから、弾性係数や温度特性が異なり、一方は伸縮するが他方は伸縮せずにどちらかによれたり、しわを生じることとなる。従って、シートＳ１、Ｓ２を送り出す過程で相互を仮止めし、互いがすべらないようにすることで、安定した搬送を行なうことができ、結果として品質の高い容器を提供できることとなる。

尚、図３では、原反ロールのセットｒａと原反ロールのセットｒｂの各シートＳ１は別々な原反から供給するようにしている。一方、シートには、インフレーションシート成形によって、筒状に押し出されたフィルム状の樹脂を扁平にした２層シートも存在する。その２層シートはインフレーション後にすぐに扁平にされるために２層シート間での異物混入や菌等による汚染の可能性が極力減ぜられていると考えられる。したがって、この特性を利用し、原反ロールのセットｒａと原反ロールのセットｒｂのシートＳ２の代わりに一つの２層シートの原反ロールを図３の両シートＳ１の間に用意し、弁取り付けシート搬送装置１０に送り出す間に、その２層シートの両脇を切断する機構を設け、切断された２枚のシートをそれぞれのシートＳ１に積層するペア相手とするようにしてもよい。シートＳ２の部分は、後で説明するが、この例では容器内部に面するシートとなるために、この２層シートを使用することで、容器内部の品質を高く維持することが可能となる。

図３は、弁がつけられた２つのセットシートを平行に配置する工程を実施可能な弁取り付けシート搬送装置１０を述べたが、その２つのセットシートの間に、シートの中央の縦方向にＶ字型に折られた２つのセットシートをＶ字の先端が互いに向き合うように配置する工程を実施可能なシート反転装置２０について、図６〜図８を用いて説明する。

図６はシート反転装置２０の側面概要図である。また、図７はシート反転装置２０をやや斜め上方から見た概要図である。弁取り付けシート搬送装置１０から搬送された原反ロールｒａ、ｒｂからのセットシートＳ１，Ｓ２がシート反転装置２０に搬送される。尚、ここでは、原反ロールｒａからのセットシートをｒａ（Ｓ１，Ｓ２），原反ロールのセットｒｂからのセットシートをｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）と記す。シート反転装置２０は、図６および図７から３角形の平板２１ａ、２１ｂが左右から中央に傾斜した状態で配置されている。この傾斜角は、後にも説明するが、どのような容器の立方体形状を作るかに応じて調整することを可能としている。シート反転装置２０は、さらに、原反ロールのセットｒａ、ｒｂとは直角の方向に新たな原反ロールのセットｒｃ、ｒｄがセットシートをｒａ（Ｓ１，Ｓ２）およびセットシートをｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）の進行方向からみて左右にそれぞれ設けられ、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２）、ｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）と同一のシートを供給するようになっている。ここでも、原反ロールのセットｒｃのセットシートＳ１，Ｓ２をｒｃ（Ｓ１，Ｓ２）、原反ロールのセットｒｄのセットシートＳ１，Ｓ２をｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）と呼ぶ。尚、ここで、立体状に展開したとき容器内部から外部に向かってシートＳ１，Ｓ２の重ね合わせが同順位となるように原反ロールｒｃ、ｒｄは配置されているが、立体に展開した容器の形状や目的に応じて別な順位となるように配置したり、あるいは別な素材からなるシートを配置することも可能である。

セットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２）、ｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）は、それぞれの原反ロールからそれぞれに用意された３角平板２１ａ、２１ｂの方向にシートＳ１，Ｓ２が重なるようにして延び、ちょうどシートの幅方向の中央部分が３角平板２１ａ、２１ｂの一方の面側を先端まで引き出された時、３角平板２１ａ、２１ｂの先端から弁取り付けシート搬送装置１０側（つまり、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２）、ｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）が送られてくる方法）に向いている３角平板２１ａ、２１ｂの辺によって３角平板２１ａ、２１ｂの他方の面側に折り曲げられることで、搬送の方向がセットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）の搬送方向と同一の方向に向きが変えられ、３角平板２１ａ、２１ｂのその他方の面側上を搬送される。セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２）およびセットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）の搬送方向に対しての３角平板の先端からの折り返しに使用する辺の角度は、原反ロールｒｃ、ｒｄの配置の角度や３角平板２１ａ、２１ｂ傾斜角に応じて決めることができる。

３角平板２１ａ、２１ｂに傾斜角が設けられているために、３角平板２１ａ、２１ｂから方向を変えられたセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）は、シートの幅中央で長手方向に平行に折れ曲がった略Ｖ字形の形状を搬送方向からみて形成される。尚、図６では、シートＳ１の送り出しの部分を点線で示し、シートのＶ字形を形成する折れ曲がり部分を破線で示し、図７では、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）は、セットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）との関係を示すために点線で示されている。３角平板２１ａ、２１ｄの先端の形状や折り返しに使うための辺の形状は、搬送力や速度などによってシートに傷等の破損が生じないように決定され、それらの形状も含め３角形の平板の材料や表面処理もその平面状でのシートの滑りやすさも考慮して決定される。尚、反転板とし作用するその平板はその搬送方向を変えることができるのであれば、必ずしも３角形に限定されない。また、反転板を複数縦方向に用いて、より多くの複数シートが積層した複合シートにより多様な形状に展開可能な容器を構成することも可能である。

図８は、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），ｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）と、シート反転装置２０によって折れ曲がって互いの先端が向き合うようにして、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）間にはさまれて配置されたセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）の搬送方向から見た側面概略図である。図７を参照すると、互いに向きが整えられたセットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）、セットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）の先には、後述する熱溶着のための平坦な基板２５ａ、２５ｂがＶ字に折れ曲がったセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），セットシートｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）のそれぞれの間に入るように配置される。図８には、その基板２５ａ、２５ｂも含めて例示している。Ｖ字形の口がそれぞれ左右に開いた形状でシートの折り返しが行なわれるために、両側から自動で、あるいは予め搬送方向に配置させておくことで、Ｖ字形の開いた口からシート内部に熱圧着用基板２５ａ、２５ｂを配置することが可能となる。しかも、図８から明確であるように、さらにその上下に両Ｖ字形セットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２），ｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）を挟み込むように、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２），ｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）が全体が整列するように配置されることから、上下から全シートを押圧すれば、ほぼ平らなシート複合体が形成されることが理解される。このとき、すでに熱圧着用基板２５ａ、２５ｂがその複合層の間に装填されていることから、熱圧着用基板２５ａ、２５ｂに向かって上下から熱溶着のための発熱体を押圧すれば、セットシートｒａ（Ｓ１，Ｓ２）とセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２）およびｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）との間、およびセットシートｒｂ（Ｓ１，Ｓ２）とセットシートｒｃ（Ｓ１，Ｓ２）およびｒｄ（Ｓ１，Ｓ２）との間での熱溶着も可能となり、従って、後工程での熱溶着の自動化にも寄与し、その結果として、前工程における原反ロールを配置して引き出してから、後工程での熱溶着による所定箇所の接合に至るまでの自動化も可能となることが理解できるであろう。よって、塵などの異物質の混入の原因となる人間を介在させることもなく、さらに、その自動化工程をクリーンルーム内に配置することで、より清潔で安全な製品を提供することができる。

図９は、上記で得られた複合シートに対しての溶着箇所の一例を示すものである。点線、破線、および実線のすべて太字の部分が熱溶着により接合された部分である。シートは柔軟性を有しているために接合後容易に立体に展開することができる。その展開したものが、図１に示した立方体容器である（尚、余分な部分は切除されている）。

シートの柔軟性に着目し、本願で説明した新たな着想により、熱溶着可能な２次元形状に落とし込みが可能なように搬送と部品の取り付けおよび搬送工程を提供し、その結果２次元形状において多様な形状や大きさへの展開に対応した熱溶着も行なうことができる。しかも、熱溶着において容器の内容積側にある各角部を自在に曲線化することも可能となるなど、任意の二次元機能を備えていることから、内部に注入された流体圧などの圧力にも耐えられえる構造も提供でき、構成するシートの材料、特徴や大きさ、厚さ、構成するシートの枚数も自在に調整でき、注入する原料や搬送条件に応じた極めて信頼性の高い容器を提供することが可能となる。さらに、容器自体の保管や運搬は、２次元平面状態で行なえるために、極めてその取り扱いが容易となる。

すなわち、本願発明は、素材、容器形状、容量などに応じて柔軟に製造物の規格変更が可能になるという極めて特徴的な容器を提供することができるため、信頼性を維持しながらも低コスト化にも十分対応できる容器およびその容器の製造装置、製造方法も提供することが可能となる。

１ 容器
２ 注入弁
３ 排出弁
４ 複合シート
５ 第１のシート（シートＳ２）
６ 第２のシート（シートＳ１）
１０ 弁取り付けシート搬送装置
１１ 原反シート供給工程（供給部）
１２ レーザ穴開け工程（穴開け装置）
１３ 弁付け工程（弁付け装置）
１３ａ 架台
１３ｂ 熱溶着装置
１３ｃ 把持手段
１４ シートテンションコントロール工程（テンションコントロール装置）
１４ａ ローラ
１４ｂ、１４ｃ ローラ機構
１５ 仮接合工程（装置）
２０ シート反転装置
２１ａ，２１ｂ ３角形の平板
２５ａ、２５ｂ 熱溶着用受け基板
ｒａ、ｒｂ、ｒｃ、ｒｄ 原反ロールのセット
Ｓ１ ＰＥＴシート
Ｓ２ ＰＥシート

Claims (10)

1. 柔軟性を有する複数のシートであって、一枚または複数のシート要素から構成された当該シートを重ねて平面状に重ね合わされた複合シートからなり、
   前記複合シートは、隣り合うシート間の所望の位置で熱溶着による接合と、突出部材の熱溶着による取り付けが行われて立体状に展開可能とされ、
   前記複合シートは、軸方向に分散して存在するシート搬送ローラとの干渉を避けるよう前記突出部材が取り付けられている、シート体。
2. 前記複合シートを送り出す第１の送り出し方向と直角の第２の送り出し方向から送り出された柔軟性を有する他の前記複合シートを折り曲げて前記第１の送り出し方向に転換され、前記転換された複合シートは、前記第１の送り出し方向から送り出された複合シートの間に２つ折で差し込むようにしながら搬送されて平面体の状態から立体に展開されるようにした、請求項１に記載のシート体。
3. 搬送の過程で前記２つ折りの間に熱溶着のための加圧を受ける基板上で重ね合わされた複合シート間の所定の箇所で前記熱溶着による接合がされた、請求項１又は２に記載のシート体。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のシート体から立体に展開されたシート体。
5. 柔軟性を有する複合シートであって、一枚または複数のシート要素から構成された当該複合シートから構成されるシート体を平面状から立体的に展開できるように、複合シートが同一方向に搬送されるようにし、これによって前記複合シートが平面状に重ね合わされて当該複合シート間の所望の位置で熱溶融による接合を行うための熱溶着装置と、
   前記複合シートに取り付けられた突出部材の干渉を避けるために軸方向に分散して存在するシート搬送ローラを有する、シート接合及び搬送装置。
6. 搬送される前記複合シートのテンション調整用のローラを有する、請求項５に記載のシート接合及び搬送装置。
7. 前記テンション調整用のローラはその回転中心軸から同心円状に配置されて各々が自由回転可能なテンション調整部を有する、請求項６に記載のシート接合及び搬送装置。
8. 前記テンション調整用のローラ自体も軸中心にして自由回転可能に構成された、請求項７に記載のシート接合及び搬送装置。
9. 前記複合シートを送り出す第１の送り出し方向と直角の第２の送り出し方向から送り出された柔軟性を有する他の前記複合シートを折り曲げて前記第１の送り出し方向に転換し、前記転換された複合シートは、前記第１の送り出し方向から送り出された複合シートの間に２つ折で差し込むようにしていずれの複合シートも同一の方向に搬送されるようにした、請求項５乃至８のいずれかに記載のシート接合及び搬送装置。
10. 前記搬送の過程で前記２つ折りの間に熱溶着のための加圧を受ける基板を挿入し、当該基板上で重ね合わされた複合シート間の所定の箇所で熱溶融による接合を行なえるようにした、請求項９に記載のシート接合及び搬送装置。

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