JP2000006248A - 熱可塑性樹脂シート、及びその溶着切断方法、並びに溶着切断装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂シート、及びその溶着切断方法、並びに溶着切断装置

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JP2000006248A
JP2000006248A JP10179420A JP17942098A JP2000006248A JP 2000006248 A JP2000006248 A JP 2000006248A JP 10179420 A JP10179420 A JP 10179420A JP 17942098 A JP17942098 A JP 17942098A JP 2000006248 A JP2000006248 A JP 2000006248A
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welding
sheets
cutting
thermoplastic resin
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JP10179420A
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Kenjiro Nishikawa
健次郎 西川
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MARUNI KK
Original Assignee
MARUNI KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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Abstract

(57)【要約】 【課題】オレフィン樹脂シートを所望の形状に成形し、
その生産効率も向上させる。 【解決手段】高周波振動体2と切断刃部7を有する金型
4との間に、オレフィン樹脂シート2を2枚重ね合わせ
て介在し、このシート2と平行な面方向に高周波振動体
3により微少振幅を与えることにより、シート圧接面を
摩擦発熱させてシート同士を溶着し、シート溶着後に高
周波振動体3を停止させてシート2を冷却後、シートを
さらに圧接させて切断刃部でシート同士の溶着部の外周
部を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚重ね合わさ
れた熱可塑性樹脂シート、特に、オレフィン樹脂シート
同士を溶着して所望の形に成形する場合に有効な溶着切
断装置及びその方法並びに、これによって成形された熱
可塑性樹脂シートに関するものである。
【0002】
【従来技術】熱可塑性樹脂シートを溶着切断する方策と
して、高周波誘導加熱によりシートを内部発熱させて溶
着切断する方式や、金型を加熱して伝導加熱によりシー
トを溶着切断する方式などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱可塑性樹脂
シートのうち、特にポリプロピレンやポリエチレン等の
オレフィン樹脂シートでは、誘導加熱方式を採用した場
合、内部発熱が起こりにくく、所望の形状に溶着・切断
する場合には適用できない難点があった。
【0004】また、このようなオレフィン樹脂シートの
溶着・切断に、伝導加熱方式を採用すると、金型を樹脂
に押し付け、溶融させた後、切断することになるため、
加熱温度の管理に熟練を要するだけでなく、加熱温度に
よっては溶融樹脂が金型側に付着するため、その除去作
業などに手間がかかり、さらには、見栄えのよいシート
切断端縁が得られない難点があった。また、シートの溶
着切断後に離型する場合、シートが冷却されて安定した
状態となった後に行わなければならないが、伝導加熱方
式を採用した場合、シート及び金型の冷却に時間を要
し、シートの大量生産には不向きであるといった難点が
あった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、熱可塑性樹脂シートを所望の形状に溶
着切断し、かつその成形時間も短縮できる方策について
鋭意研究した結果、高周波誘導加熱方式や伝導加熱方式
の代わりに、重ね合わせたシートを摩擦発熱により加熱
溶融する方式を採用し、その手段として、高周波振動体
とこれに対面する金型との間に複数枚の熱可塑性樹脂シ
ートを挟んで、シート面と平行な微少振幅を加える構成
を採用すれば、伝導加熱方式のような溶着・切断後の金
型の離型に時間を要することもなく、また、熱可塑性樹
脂シート、とりわけオレフィン樹脂シートであっても高
周波誘導加熱方式のように溶着切断が困難なことがな
く、スムーズに行えることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【0006】この場合の金型の構造は、熱可塑性樹脂シ
ートの溶着切断形状に応じて種々の形状のものを採用可
能であり、少なくとも溶着部と切断刃部とを備えたもの
を使用すればよい。具体的には、リング状の溶着部と、
その外周側に同じくリング状に形成された切断刃部とを
備えた金型を例示できる。切断刃部は、溶着部との関係
で、同一高さ又は異なる高さのいずれであってもよい
が、切れにくいオレフィン樹脂シートを切断するには、
溶着部よりも高い方が望ましく、使用するシートの厚み
にもよるが、概ね0.1〜0.3mm程度の高低差を保
持した形態が好適である。
【0007】また、切断刃部の先端は、先細尖端形状で
あるが、尖端が鋭角的(Rが零)であるよりも0.2〜
0.3mm程度のR形状である方が好適である。それよ
りも鋭角的であると(0.2mmよりも小さいと)、高
周波振動体と金型とによる樹脂シートの圧接時に、溶着
時又は溶着前に切断刃部でシートを切断してしまうおそ
れがあるからである。
【0008】高周波振動体は、シート面方向の微少振幅
により高周波振動する周知構造のものであり、その振幅
としては概ね0.5〜1.8mmの範囲で適宜選択すれ
ばよい。0.5mmよりも小さいと摩擦発熱が起こりに
くく、また、1.8mmを超える場合には、シートの位
置ずれが起こる可能性があるからである。
【0009】高周波振動体及び金型は、シート介在後に
互いに近接させて重ね合わされた樹脂シートのシート面
を圧接するように両者を近接させるが、その近接させる
ための手段としては、シリンダ方式やねじ移動方式な
ど、種々の手段を採用でき、また、相対的に移動すれば
よいので、高周波振動体及び金型のいずれか一方、又は
双方を近接駆動する構成を採用すればよい。
【0010】シート溶着時の高周波振動体と金型の近接
距離は、シート面と平行な振動により、介在するシート
の位置がずれない範囲で、かつ切断刃部が高周波振動体
に当たらない範囲で設定すればよく、その距離はシート
厚みによっても変更される。例えば、切断刃部の高さが
0.2mmで、厚さ0.2mmのシートを2枚重ね合わ
せる場合、切断刃部と高周波振動体との近接距離(第1
の近接姿勢)を0.3mmに設定して、高周波振動によ
り溶着する態様を例示できる。また、シート溶着後の切
断時の高周波振動体と金型の近接距離(第2の近接姿
勢)においては、切断刃部を高周波振動体に接触するま
で近接(従って、この場合の近接は接触を含む概念であ
る)させる態様が望ましい。
【0011】このように設定すれば、高周波振動時に
は、切断刃部が振動体に接触していないので、切断刃部
が破損するのを防止でき、また、切断刃部の振動体への
接触によるシート切断時には、切断刃部が振動体に接触
しているが、振動体が停止状態であるので、刃部が傷付
くのを防止することができる。
【0012】なお、この場合のシートの介在枚数は、高
周波振動による摩擦発熱により溶着する枚数ならば、そ
の数を問わず、また、シートとしては、薄膜状のフィル
ムをも含む概念である。また、上記では、オレフィン樹
脂シートについて説明したが、その他の熱可塑性樹脂シ
ートについても本発明を適用できることは勿論である。
【0013】また、熱可塑性樹脂シートは、溶着後から
切断するまでの間に、シートを安定した状態になるまで
冷却させなければならないが、本方式の場合、伝導加熱
方式とは異なり、高周波振動による摩擦発熱を利用して
いるため、シート溶着後に高周波振動を停止させれば、
瞬時に冷却され(0.5秒程度)、その後、金型を高周
波振動体に相対的に近接(接触)させれば切断が可能と
なる。従って、シートを所望の形状に溶着切断するため
の成形時間が短縮できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1は樹脂シートの溶着切断装
置の概略断面図、図2はシートの溶着切断工程を示す説
明図、図3はオレフィン樹脂シートの溶着部と切断縁と
を示す断面図である。
【0015】図示のごとく、熱可塑性樹脂シートの溶着
切断装置1は、複数枚重ね合わせたオレフィン樹脂シー
ト2の圧接面を摩擦発熱させて溶着・切断するものであ
って、樹脂シート2のシート面2aの一側に、そのシー
ト面方向の微少振幅により高周波振動する高周波振動体
3が配置され、この高周波振動体3に対面してシート面
の他側に圧接可能な金型4が配置されている。
【0016】前記金型4は、金属製のものであって、基
材5に樹脂シート2の溶着領域2bに合わせた溶着部6
と、成形形状(切断線)に合わせて溶着部6の外周部に
突出された切断刃部7とがリング状に一体成形されてお
り、切断刃部7の高さが溶着部6よりも0.2mm程度
高く設定されている。
【0017】この金型4は、シリンダ等の周知の昇降手
段により昇降可能とされ、その上方に配置された高周波
振動体3に対して近接離間するようになっている。そし
て、金型4の高周波振動体3に対する近接姿勢として
は、高周波振動によるシート溶着時の第1の近接姿勢A
と、シート溶着後の切断時の第2の近接姿勢との2段階
の姿勢をとるように制御部8で昇降制御されている。第
1の近接姿勢Aでは、金型4の切断刃部7と高周波振動
体3との近接距離が、厚み0.2mmの2枚のシートを
重ね合わせた場合、0.3mmに設定されている。ま
た、第2の近接姿勢Bでは、切断刃部7と高周波振動体
3とが接触(当接も含む)し、その近接距離が零に設定
されている。
【0018】高周波振動体3は、シート面方向に平行に
微少振幅で振動する周知構造の振動体であって、振幅は
1mm程度に設定され、また、20,000Hsの高周
波数で振動するように設定され、図示しない架台に設置
されている。
【0019】次に、上記溶着切断装置1を使用してポリ
プロピレンシートを溶着切断する方法について説明す
る。オレフィン樹脂シートとして、厚さ0.2mmのポ
リプロピレンシートを2枚重ね合わせてリング状に溶着
切断するには、図2のごとく、まず、高周波振動体3と
金型4との間に、ポリプロピレンシート2を2枚重ね合
わせて介在する。そして、シート2と平行な面方向に高
周波振動体3により微少振幅を与えることにより、シー
ト圧接面を摩擦発熱させてシート同士を溶着する。次
に、シート2の溶着後に高周波振動体3を停止させてシ
ート2を冷却させる。この場合の冷却は、高周波振動体
3を停止させれば、振動体自体が発熱しているわけでは
ないので、瞬時に冷却される(0.5秒程度)。
【0020】この冷却後にシート2をさらに圧接させる
べく、金型4を上昇させ、切断刃部7を高周波振動体2
に接触させれば、切断刃部7により、シート同士の溶着
部2aの外周部を切断することができる。従って、一つ
の溶着切断装置でシートを移動させることなく、容易に
溶着と切断とを行うことができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、高周波振動体をシートの面方向に平行に微少振
幅により振動させることで、シートを摩擦発熱させて溶
着し、かつ金型の切断刃部で切断を行うので、所望の形
状に切断でき、かつ成形時間も短縮できるといった効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す樹脂シートの溶着切
断装置の概略断面図
【図2】同じくシートの溶着切断工程を示す説明図
【図3】同じくオレフィン樹脂シートの溶着部と切断線
とを示す断面図
【符号の説明】 1 シート溶着切断装置 2 樹脂シート 3 高周波振動体 4 金型 5 基材 6 溶着部 7 切断刃部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波振動体と切断刃部を有する金型との
    間に、熱可塑性樹脂シートを複数枚重ね合わせて介在
    し、前記高周波振動体を前記シートに圧接して前記シー
    トの面方向に平行に微少振幅させることにより、前記シ
    ートを摩擦発熱させてシート同士を溶着する工程と、前
    記シートの溶着後に高周波振動体を停止させてシートを
    冷却させる工程と、冷却後のシートをさらに圧接させて
    前記切断刃部でシート同士の溶着部の一部を切断する工
    程を順次行って熱可塑性樹脂シートを溶着切断する方
    法。
  2. 【請求項2】前記熱可塑性樹脂シートがオレフィン樹脂
    シートである請求項1記載の溶着切断方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の方法により成形され
    た熱可塑性樹脂シート。
  4. 【請求項4】複数枚重ね合わせた熱可塑性樹脂シート同
    士の圧接面を摩擦発熱させて溶着・切断する熱可塑性樹
    脂シートの溶着・切断装置であって、前記樹脂シートの
    シート面の一側に、そのシート面方向の微少振幅により
    高周波振動する高周波振動体が配置され、該高周波振動
    体に対面して前記シート面の他側に圧接可能な溶着部及
    び切断刃部を有する金型が配置され、前記金型の切断刃
    部が溶着部に対して前記高周波振動体側に突出形成さ
    れ、前記金型及び高周波振動体は、前記高周波振動体の
    高周波振動によるシート溶着時の第1の近接姿勢と、シ
    ート溶着後の切断時の第2の近接姿勢との2段階の近接
    姿勢にとるように制御された熱可塑性樹脂シートの溶着
    ・切断装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101026365B1 (ko) * 2003-01-10 2011-04-05 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼 시트재의 재단방법
JP2016135513A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 大森機械工業株式会社 カッター刃、カッター装置、包装機及び包装体
CN106393714A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 泉州华中科技大学智能制造研究院 一种全自动太空豆穿线机
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WO2022080213A1 (ja) * 2020-10-16 2022-04-21 出光ユニテック株式会社 フィルム片の打ち抜き接合装置、フィルムの製造装置、袋状容器の製造装置、フィルム片の打ち抜き接合方法、フィルムの製造方法および袋状容器の製造方法

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