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技術 ポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型

出願人 日聖テクノ株式会社
発明者 勝田聖一
出願日 1999年11月15日 (21年1ヶ月経過) 出願番号 1999-324601
公開日 2001年5月22日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2001-138401
状態 特許登録済
技術分野 基本的包装技術3(容器の閉鎖(2)) プラスチック等のライニング、接合
主要キーワード 傾斜断面 ノコギリ状 彫刻型 樹脂ダレ 溶着幅 ビス留め 高周波ウエルダー 高周波ウェルダー
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この項目の情報は公開日時点(2001年5月22日)のものです。
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図面 (9)

課題

製品外観に優れ、かつ溶着部引裂き強度に優れたポリオレフィン系フィルム又はシート高周波溶着製品を製造することができるポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型を提供する。

解決手段

高周波ウエルダーの一方の電極に装着してポリオレフィン系フィルムまたはシート(24A,24B)の同士、またはポリオレフィン系フィルムまたはシート(24A,24B)と成形品との高周波溶着に用いる金型であって、金型10の側面部にカッター12が配設され、金型10の先端面に対し、カッター12側になるにつれて傾斜する傾斜面14Aを有し、その傾斜断面がR状に形成された切欠部14が形成されているポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型。

概要

背景

高周波誘導加熱によりポリ塩化ビニルフィルムないしシート溶着して包装材等の成形品を製造されている。ポリ塩化ビニルは高周波誘導加熱時塩素ガス等を発生し、また、加工機腐食させる等の問題がり、さらには、焼却すると、有害ガスを発生して地球環境を悪化させる等の問題を有する。このため、このような問題をおこす恐れのないポリオレフィン系フィルムないしシートを用いて高周波誘導加熱によって所望の成形品を製造する方法が行われ、あるいは種々提案されている。

ポリオレフィン系フィルムないしシートは、高周波誘導加熱による融着が困難であるため、外部加熱による熱溶融法が行われていた。例えば、高周波ウェルダー金型下板を特定の温度に制御し、金型と下板との間を特定の圧力に制御する手段、金型の外部ヒーターを取りつけて金型を加熱する手段等によって熱溶融を行う方法が採用されている。

従来、高周波溶着用金型を用いてポリオレフィン系フィルムないしシートを溶着する場合、次のような方法が行われている。高周波ウエルダーの一方の電極に高周波溶着用金型をシャコ万等の取付具を介して取り付け、電極からの熱伝導により加熱された金型と下板(他方の電極)との間にポリオレフィンフィルム複数枚(例えば3枚)介在させる。次に金型と下板により複数枚のポリオレフィンフィルムを所定の圧力により加圧し、所定の高周波出力で所定のウエルダー時間で高周波誘電加熱し、ポリオレフィンフィルムの溶着を行う。

従来、一般的な金型は、図7に示すように、金型70の先端部は、平坦に形成されており、金型70の側面にカッター72が固定された構造となっている。この金型を用いて図5及び図6に示したような帯部50、ベロ部52を備えたケースを製造するとき、帯部50、ベロ部52及び表面部54を構成する3枚のポリオレフィンフィルムを積層した状態で溶着するため、溶着部から溶解フィルムが発生しやすく、溶着切断部分にこれらの溶解フィルムが残存した状態で成形されるため、製品外観上問題が生じていた。

そこで、図8に示すように金型80先端部であって、カッター82側に断面矩形状の溶着部からの溶解フィルムの逃げ部84を設けた金型を用いて溶着する方法も行われている。しかし、この金型を用いて図5及び図6に示したようなケースを製造する場合、金型80は先端部が平坦な金型と比較すると、逃げ部84を設けた分だけ溶着面が減少しているため、溶着時にフィルムの加わる圧力が低下し、溶着部に剥離現象が生じ、溶着部の引裂き強度が低下する等の問題があった。

概要

製品外観に優れ、かつ溶着部の引裂き強度に優れたポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着製品を製造することができるポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型を提供する。

高周波ウエルダーの一方の電極に装着してポリオレフィン系フィルムまたはシート(24A,24B)の同士、またはポリオレフィン系フィルムまたはシート(24A,24B)と成形品との高周波溶着に用いる金型であって、金型10の側面部にカッター12が配設され、金型10の先端面に対し、カッター12側になるにつれて傾斜する傾斜面14Aを有し、その傾斜断面がR状に形成された切欠部14が形成されているポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型。

目的

本発明の目的は、製品の外観に優れ、かつ溶着部の引裂き強度に優れたポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着製品を製造することができるポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

高周波ウエルダーの一方の電極に装着してポリオレフィン系フィルムまたはシートの同士、またはポリオレフィン系フィルムまたはシートと成形品との高周波溶着に用いる金型であって、該金型の側面部にカッターが配設され、該金型先端面に対し、前記カッター側になるにつれて傾斜すると共にその傾斜断面がR形状に形成された切欠部が形成されていることを特徴とするポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型。

請求項2

前記傾斜断面の傾斜角が5〜30度であることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型。

請求項3

前記R形状が5R〜10Rであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型。

技術分野

0001

本発明はポリオレフィン系フィルム又はシート高周波溶着金型に関し、高周波ウエルダーの一方の電極に装着してポリオレフィン系フィルムまたはシートの同士、またはポリオレフィン系フィルムまたはシートと成形品との高周波溶着に用いる金型であって、溶着溶断を均一かつ確実に行うのに好適な金型に関する。

背景技術

0002

高周波誘導加熱によりポリ塩化ビニルフィルムないしシートを溶着して包装材等の成形品を製造されている。ポリ塩化ビニルは高周波誘導加熱時塩素ガス等を発生し、また、加工機腐食させる等の問題がり、さらには、焼却すると、有害ガスを発生して地球環境を悪化させる等の問題を有する。このため、このような問題をおこす恐れのないポリオレフィン系フィルムないしシートを用いて高周波誘導加熱によって所望の成形品を製造する方法が行われ、あるいは種々提案されている。

0003

ポリオレフィン系フィルムないしシートは、高周波誘導加熱による融着が困難であるため、外部加熱による熱溶融法が行われていた。例えば、高周波ウェルダーの金型や下板を特定の温度に制御し、金型と下板との間を特定の圧力に制御する手段、金型の外部ヒーターを取りつけて金型を加熱する手段等によって熱溶融を行う方法が採用されている。

0004

従来、高周波溶着用金型を用いてポリオレフィン系フィルムないしシートを溶着する場合、次のような方法が行われている。高周波ウエルダーの一方の電極に高周波溶着用金型をシャコ万等の取付具を介して取り付け、電極からの熱伝導により加熱された金型と下板(他方の電極)との間にポリオレフィンフィルム複数枚(例えば3枚)介在させる。次に金型と下板により複数枚のポリオレフィンフィルムを所定の圧力により加圧し、所定の高周波出力で所定のウエルダー時間で高周波誘電加熱し、ポリオレフィンフィルムの溶着を行う。

0005

従来、一般的な金型は、図7に示すように、金型70の先端部は、平坦に形成されており、金型70の側面にカッター72が固定された構造となっている。この金型を用いて図5及び図6に示したような帯部50、ベロ部52を備えたケースを製造するとき、帯部50、ベロ部52及び表面部54を構成する3枚のポリオレフィンフィルムを積層した状態で溶着するため、溶着部から溶解フィルムが発生しやすく、溶着切断部分にこれらの溶解フィルムが残存した状態で成形されるため、製品外観上問題が生じていた。

0006

そこで、図8に示すように金型80先端部であって、カッター82側に断面矩形状の溶着部からの溶解フィルムの逃げ部84を設けた金型を用いて溶着する方法も行われている。しかし、この金型を用いて図5及び図6に示したようなケースを製造する場合、金型80は先端部が平坦な金型と比較すると、逃げ部84を設けた分だけ溶着面が減少しているため、溶着時にフィルムの加わる圧力が低下し、溶着部に剥離現象が生じ、溶着部の引裂き強度が低下する等の問題があった。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、製品外観に優れ、かつ溶着部の引裂き強度に優れたポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着製品を製造することができるポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記の目的を達成するための本発明のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型は、
<1>高周波ウエルダーの一方の電極に装着してポリオレフィン系フィルムまたはシートの同士、またはポリオレフィン系フィルムまたはシートと成形品との高周波溶着に用いる金型であって、該金型の側面部にカッターが固着され、該金型先端面に対し、前記カッター側になるにつれて傾斜すると共にその傾斜断面がR形状に形成された切欠部が形成されていることを特徴とする。
<2> 前記に傾斜断面の傾斜角は5〜30度であることが好ましい。
<3> 前記R形状は5R〜10Rであることが好ましい。

0009

本発明においては、本発明のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型は、金型の側面部にカッターが配設され、該金型先端面に対し、前記カッター側になるにつれて傾斜すると共にその傾斜断面がR状に形成された切欠部が形成されている。前記金型の先端部がフィルムまたはシート面押圧されるとき、金型の傾斜面の一部はフィルムまたとシート内に入り込み、金型先端部による圧力の低下が少なく、溶着部の接着強度の低下は生じない。金型の先端部の押圧が次第が大きくなると、先端部における角部がなく、フィルムまたはシートの溶着部の返りが生じない。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。図1は、本発明の金型の一実施の形態を示す要部断面図であり、図において、10は金型、12はカッターである。金型10はその先端部は、カッター12側になるつれて次第に深さを増す切欠部14が形成されている。この切欠部14は金型10の先端面に対して、カッター12側に傾斜する傾斜面14Aを有し、かつ、この傾斜面14Aの断面形状は、R形状に形成されている。

0011

傾斜面14Aの傾斜角(図中、θで示す)及びR形状は、溶着時の積層されたフィルムの合計厚み、フィルムの構成によって選定されるものであるが、溶着時に積層されるポリオレフィン系フィルム又はシートの合計厚みが100μm〜500μmの場合、傾斜角θは5〜30度が好ましく、より好ましくは5〜15度である。傾斜角θが5度未満では溶着部のエッジ現象等が生じやすく、30度を超えると、溶着時にスパークの発生及びフィルムまたはシートの剥離現象等が生じ易くなる。

0012

傾斜面のR形状は、5R〜10Rが好ましく、より好ましくは5R〜8Rである。傾斜面のR形状が5Rよりも小さいと、過溶着が発生し、溶着によって形成されるケース等の全体的なバランス欠如しやすいなる。また、傾斜面のR形状が10Rよりも大きいと、樹脂ダレ現象が生じ易く、製品の形成が不安定となり、製品の外観が劣る。金型10の幅(図中、Lで示す)は、製造される製品によって溶着部の幅が異なり、これらの溶着幅に対応して金型10の幅Lが決定される。

0013

次に図2図4は、図1に示すポリオレフィン系フィルム又はシート高周波溶着用金型を用いてこれらのフィルムまたはシートを溶着する方法を順次に説明する。図2において、カッターを配設した金型10とヒータ20により加熱され、温度制御された下板22との間にポリオレフィン系フィルム又はシート(以下、便宜上、単にフィルムともいう)24A,24Bが配置される。

0014

次に図3に示すように、カッター12が配設された金型10は、図示していない駆動機構によって下降し、金型10と下板22によりフィルム24A,24Bは所定の圧力に加圧され、所定の高周波出力で所定のウエルダー時間で高周波誘導加熱して溶着される。これによってフィルム24A,24Bの溶着部30が形成されると共にカッター12によってフィルム24A,24Bが切断される。

0015

次に図4に示すように、カッター12が配設された金型10は、図示していない駆動機構によって上昇し、金型10と下板22は、互いに離間し、フィルム24A,24Bとの間に溶着部30が形成された製品40が取り出される。

0016

上記の実施の形態において、金型10の傾斜面14AがR形状を有しているため、図3に示す溶着時にフィルム24A,24Bの溶着部30は傾斜面14A側に返る部分がなく、また、フィルム24A,24Bに対する圧力は、金型10の先端部、すなわち傾斜面14AのR形状により減少する割合が少なくと溶着部30の接着強度が高く溶着部30の引裂き強度を高度に維持することができる。

0017

上記した実施の形態においては、2枚のフィルム金型10をフィルム24A,24Bを積層して溶着する態様が示したが、図6に示したような帯部50、ベロ部52及び表面部54を構成する3枚のポリオレフィンフィルムを積層した状態の場合、あるいはフィルムまたはシートが4枚以上の場合も同様である。

0018

本発明の金型は、高周波ウエルダーの一方の電極に装着されるが、電極,熱保持部、金型本体の順に一体となったものが好ましい。熱保持部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは鋼鈑等が用いられる。また、金型は固定具を用いて前記電極に着脱自在に装着できる構造が好ましい。このような構造としてはシャコ万乃等が金型を固定する方法,あるいは熱保持部にネジ穴部を設け、このネジ穴部に金型をビス留めする方法等が好適である。

0019

本発明におけるポリオレフィンとは、ポリエチレンポリプロピレン等のホモポリマーの他にポリオレフィン系共重合体包含される。ポリオレフィン系共重合体としては、エチレンメチルメタクリレート等のアクリレートモノマーとの共重合体が好ましい。

0020

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)図1に示す傾斜角θを5度とし、R形状を5Rとした幅3mmの金型を精電舎工業株式会社製の高周波ウエルダーに装着し、200μm厚みの太洋プラスチック株式会社製T.P(H)シートを2枚重ね図2図4に示す方法で溶着を行った。高周波ウエルダー条件は下記の通りである。
・高周波出力4kW
発信周波数40.46メガヘルツ
・ 最大陽極電流1.2A
・ 金型(彫刻型)温度 60℃
・下板温度 50℃
ウエルド圧力 490332.5hPa(500kg/cm2)
・ ウエルド時間 3sec
・ 陽極電流 0.6A
得られた製品の溶着部の剥離強度を、JIS K 7128の方法に順じて測定したところ、80kg/cmであった。また、溶着部の外観は良好であった。

0021

(実施例2)厚み200μmの太洋プラスチック株式会社製T.P(K)シート2枚を実施例1と同じ条件で溶着したところ、得られた製品の溶着部の剥離強度を、JISK7128の方法に順じて測定したところ、65kg/cmであった。また、溶着部の外観は良好であった。

0022

(実施例3)厚み200μmの太洋プラスチック株式会社製T.P(H)シート2枚を実施例1における金型温度を30℃、50℃、70℃とし、ウエルド時間をそれぞれ4秒、2秒、1秒とした他は、実施例1とおよび条件で溶着したところ、JISK7128の方法に順じて測定した剥離強度は、60〜65kg/cmであった。また、溶着部の外観はいずれも良好であった。

0023

(比較例1)幅2mmの真鍮ローレットを用いて200μm厚みの太洋プラスチック株式会社製T.P(H)シート2枚を重ねて、実施例1と同じウエルダー条件で溶着しょうと試みたところ、溶着面がノコギリ状になり、溶着部の引裂けが生じやすかった。

0024

(比較例2)幅3mmの図7に示す金型を用い、300μm厚みの太洋プラスチック株式会社製T.P(H)シートを2枚重ね、実施例1に示すウエルダー条件中、陽極電流及びウエルド時間の条件を変えて溶着を試みたところ,JIS K 7128の方法に順じて剥離強度を測定したところ、60kg/cmの値が得られたが、溶着部の外観が悪く商品に適さないものであった。

0025

(比較例3)幅3mmの図8に示す金型を用い、200μm厚みの太洋プラスチック株式会社製T.P(H)シートを2枚重ね、実施例1に示すウエルダー条件と同じ条件で溶着を試みた。ここで、図8における逃げ部84の深さ(図中、Dで示す)は200mm、幅(図中、Hで示す)は1mmである。その結果は、溶着部のシートの返りが大きく、JIS K 7128の方法に順じて測定した剥離強度は、20kg/cmの値しか得られなった。

発明の効果

0026

以上のように本発明のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型は、金型の側面部にカッターが配設され、該金型先端面に対し、前記カッター側になるにつれて傾斜すると共にその傾斜断面がR状に形成された切欠部が形成されているので、溶着時にフィルムまたはシートの溶着部は傾斜面側に返る部分がなく製品の外観に優れ、かつ、フィルムまたはシートに対する圧力は、金型の先端部、すなわち傾斜面のR形状により減少する割合が少なく、溶着部の接着強度が高く溶着部の引裂き強度を高度に維持することができる。

図面の簡単な説明

0027

図1本発明のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型の好ましい一実施の形態を示す要部断面図である。
図2図1に示す金型を用いて高周波溶着の第一の工程を示す説明図である。
図3図1に示す金型を用いて高周波溶着の第二の工程を示す説明図である。
図4図1に示す金型を用いて高周波溶着の第三の工程を示す説明図である。
図5本発明の金型を用いて製造される成形品の一例を示す説明図である。
図6図5の成形品の要部側面図である。
図7従来のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型の一例を示す要部断面図である。
図8従来のポリオレフィン系フィルム又はシートの高周波溶着用金型の他の例を示す要部断面図である。

--

0028

10金型
12カッター
14切欠部
14A 傾斜面
20ヒーター
22下板
24A,B フィルム

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