JP2000301618A - インパルスヒートシーラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラスチックを溶着する、インパルスヒートシ
ーラーに関するもので、家庭用として女性が手軽に使え
る弱い挟圧力でシール出来るように、ヒーター及び電源
回路を工夫した。 【構成】ヒーターの断面を半円型にした。又加熱方法を
トランスを省き、サイリスターの位相制御とし、さらに
１秒前後の時間を二分して、例えば最初は通常の１．５
倍と導通角を高くして加熱し、０．５秒経過後は５割と
低くして、導通角切替加熱方式で加熱した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】プラスチックを溶着する、インパ
ルスヒートシーラーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インパルスシーラーのヒーターは、ニッ
ケルクロム或いは鉄クロム合金等を素材とした幅２〜５
ｍｍ、厚さ０．１〜０．２ｍｍ位の帯状の抵抗線を用い
るか、直径０．３〜０．５ｍｍ前後の丸線を用いた。帯
線はヒートシールには良かったが、強い挟圧力が必要だ
った。又細い丸線は弱い挟圧力でよかったが、シールは
不確かで、信頼性が無かった。

【０００３】そしてその加熱方法は、設定した１秒前後
の短時間、トランスで落とした一定の低電圧で比較的大
電流の電力を通電するものであった。この方法はそれに
合った熱容量のヒーターには適度の温度と熱量が発生し
て具合が良かったが、熱容量の合わない、特に小さい丸
線のヒーターでは、高温でしかも熱不足になりがちであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インパルスシーラーは
家庭にあっても非常に便利な道具なので、普及させたか
ったが、その為にはトランスを省くと共に、女性が手軽
に使える弱い挟圧力でシール出来る必要があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ヒーターの断面を半円型
にした。又加熱方法をトランスを省き、サイリスターの
位相制御とし、さらに１秒前後の時間を二分して、例え
ば最初は通常の１．５倍と導通角を高くして加熱し、
０．５秒経過後は５割と低くして、導通角切替加熱方式
で加熱した。

【０００６】

【実施例】図１が本発明の断面が直径０．６ｍｍの円の
半分の半円型ヒーター１で、比較のために図２に従来の
５ｍｍ幅、厚さ０．１ｍｍの帯線によるヒーター２と
を、それぞれヒートシールしたフィルム３、３′と共
に、大きく拡大した断面図で示した。ヒーター１、２は
それぞれ金属製のプレス機構の台部４の上に、点線で示
しているが絶縁用ガラスクロステープ５で絶縁されて固
定され、フッ素樹脂テープ６でカバーされている。さら
に上方には密着させるのに無くてはならないシリコンゴ
ム７がもう一方のプレス機構の台部４に固定されてい
る。

【０００７】このシールしたフィルムをシールの両側か
ら引っ張るとすると、切れる場所はシールが不完全な場
合を除いて、エッジ切れである。つまり図１、２ではフ
ィルムを仮に左側で上下二方向に引っ張るとすると、エ
ッジ切れは文字どおり二枚のフィルムの合わさったばか
りの、矢印の個所で切れるので、以後のシールの幅が長
くても短くても、全く役に立たない。

【０００８】ヒーター幅が大きいということは、大きい
総圧力が必要であるということで、その総圧力を出せる
能力が無ければ、かえって単位面積当りの圧力が減り、
シール不良を増大させることになる。つまり切れの無
い、完全なシールが出来るならば、細幅で何ら差し支え
ないということが言える。

【０００９】一方高さ、或は挾圧と言うことになれば、
図１、２のヒーターの断面図から分かるように、細いは
ずの半円型ヒーター１が帯状ヒーター２に比較して、高
さが３倍も有るので、その分ゴムや台部の平坦度が悪く
てもよく、華奢なプレス機構には非常に有利であること
が分かる。シールすべきフィルムも多くは０．０５〜
０．１ｍｍ前後で、２枚重ねても０．１〜０．２ｍｍな
ので、０．３ｍｍはかなり大きい数字であると言える。

【００１０】高さでは半円よりも、真円、つまり丸線の
方が有利であるが、実際に使用してみると、ほぼ同じ断
面積の０．４５ｍｍ直径の丸線ではヒートカットしやす
く、そのヒートカットしたものはシール不良に成りやす
い。その理由は丸線の半分の幅が小さくなる部分で、溶
けたフィルムが充分押圧されないからで、丸線の下にシ
リコンゴムを敷けば良くなる。しかし丸線の鋭利さはそ
のゴムを消耗してしまうので、その取り替え保守が必要
であった。半円線ならばシールは充分な強度を持ち、丸
線の下に敷かなければならないシリコンゴムも不要にな
る。

【００１１】図１の半円型ヒーターは業務用とすること
も出来るが、家庭用として軽くて力の要らないものにし
ようとした一例が図３の斜視図に見るクリップ型インパ
ルスシーラー８で、その歯先９に設けたものである。図
では見えないが反対側の歯先にはシリコンゴムが貼って
ある。これは特願平８−３４６６５４号に出願したもの
である。

【００１２】このクリップ型のプレス機構は、バネ１０
で常時口を閉じているクリップや洗濯バサミの形をして
いるので、女性でも取手１１を持って簡単に開口でき、
通電終了と同時にプレスをやめてしまいがちの他の手動
式シーラーに比べて、離せば閉じたままなので、加熱後
の冷却中のプレス保持がうまく出来て、押しボタンスイ
ッチ１２を押す動作と共にシール強度をさらに増加させ
ることが出来た。

【００１３】しかし細い抵抗線による発熱は、その熱容
量が少なく、熱せられやすく冷めやすいので、それなり
の対策を施さねばならない。図４〜図６のようにシート
の温度、例えばシールしようとするフィルムの接合面の
温度を、縦軸に温度Ｔ、横軸に経過時間ｔのグラフで概
略述べると、図４の実線１３は従来の太いヒーターの場
合で、タイムアップ時で電流が切られても、ヒーターの
余熱で溶ける温度Ｔ１以上の斜線の部分、即ち溶融熱量
が大きく、シールしやすい。

【００１４】それに比べて図５の実線１４は細いヒータ
ーの場合で、電流を停止した後の温度低下が激しく、溶
ける温度Ｔ１以上の溶融熱量が小さい。その為シートが
薄いものはシール出来ても、少し厚くなると熱不足でシ
ール出来なくなる。その為電流を多くすると、破線１５
のように山が高くなり、溶融熱量は大きくなりシールは
出来るが、ヒーター回りのフッ素樹脂テープやシリコン
ゴムに悪影響を与える温度Ｔ２を越え、それらの消耗が
激しくなり、過熱してしまう。

【００１５】そこでヒーター線の下の、ガラスクロスの
絶縁テープを多少でも厚くするなりして、断熱性を上げ
るとともに、図５の点線１６のようにゆっくりした加熱
で、通電時間もｔ２迄２倍近く伸ばすと、Ｔ２以下でＴ
１以上の部分が大きくなり、即ち過熱しない溶融熱量が
多くなり、シールしやすくなる。実際の加熱時間は、シ
ートの厚さにもよるが、従来の１秒前後に対し２〜３秒
近くになるが、これが熱容量の小さいヒーターへの、一
つの対策である。

【００１６】しかし電源回路のトランスを省いて、サイ
リスターの位相制御とするとき、図６の実線１７のよう
に加熱をきめ細かくして、最初はサイリスターの導通角
を大きくして置き、出力を通常の例えば１．５倍位にし
て急速に立ち上げ、予めタイマーで設定しておいた途中
のｔ３で最適温度に達したら、以後温度が横這いになる
よう導通角を、出力が例えば５割程度になるよう低くし
て、シールが充分される時間経過後ｔ４に切るようにす
るのである。これなら加熱時間を１秒以内にもすること
が出来る。

【００１７】この電源回路は一例をあげれば図７のよう
に、サイリスターの位相制御回路をトランジスターＴｒ
１、２による２個のタイマー回路で制御すればよい。こ
の電源回路ならば図３のクリップ型シーラーの取手１１
に内蔵したりして、外部にはコード及びプラグだけとな
り、家庭用として非常に簡便で使いやすいものとするこ
とができる。

【００１８】この導通角切替加熱方式は、風船材料のナ
イロンラミネートフィルムのように加工温度が高く、フ
ッ素樹脂テープ等の耐熱限界温度に近いものの加工にも
非常に便利である。千回程度でフッ素樹脂テープが切れ
る加工で、この方法で一万回以上保たせることも出来
た。

【００１９】又この加熱方式は、従来の太いヒーター
や、又トランスと併用しても同じように効果を発揮出来
る。又先程の半円型のヒーターもトランスを使用する従
来のヒートシーラーでも使用できる。

【００２０】

【発明の効果】半円型ヒーターは信頼性の高いシールが
出来、しかもヒートカットも出来て、そのヒーターを載
せたヒートシーラーは便利なものになった。又ヒーター
に高さがあるので、プレス機構に多少平坦度が無くて
も、又挟圧力が少なくても充分なシールが出来た。

【００２１】導通角切替加熱方式は、熱量の小さい細い
半円線のヒーターでも高温発熱部分をカット出来、しか
も充分な熱量を発熱出来るので、どの様な厚さのフィル
ムでもシールが丈夫になったし、これらによってクリッ
プ型のような使いやすい形状にして家庭用に適したもの
も出来た。

【００２２】又この導通角切替加熱方式は、従来のトラ
ンスと併用も出来、アルミ蒸着したナイロン、ポリエス
テル等をラミネートしたフィルムによる風船等の加工に
は無くてはならないものになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】半円型ヒーターとフィルムを拡大した断面図

【図２】帯状ヒーターとフィルムを拡大した断面図

【図３】本発明の１例のクリップ型シーラーの斜視図

【図４〜図６】加熱中のフィルムの温度グラフ

【図７】導通角切替加熱方式の一例の配線図

【符号の説明】

１半円型ヒーター ２帯状ヒーター ３フィルム ４プ
レス機構の台部 ５絶縁用ガラステープ ６フッ素樹脂テープ ７シリコ
ンゴム ８クリップ型インパルスシーラー ９歯先 １０バネ
１１取手 １２押しボタンスイッチ １３〜１７フィルム温度を示
す折線 Ｔｒ１、２ トランジスター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒーターが、その断面が半円をなす抵抗線
   であることを特徴とするインパルスヒートシーラー。
2. 【請求項２】サイリスターの位相制御において、１秒前
   後の加熱時間を二分して、最初は例えば通常の１．５倍
   と導通角を高くして加熱し、予め決めた時間例えば０．
   ５秒経過後は、温度上昇が横這いになるよう例えばその
   ５割と低くして、通常のセンサーでは感知し得ない短時
   間に、導通角を切換えてヒーターを加熱することを特徴
   とするインパルスヒートシーラー。
3. 【請求項３】ヒーターが、その断面が半円をなす抵抗線
   であることを特徴とする請求項２のインパルスヒートシ
   ーラー。