JP2005305865A - Fusion bonding method and fusion bonding apparatus - Google Patents

Fusion bonding method and fusion bonding apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2005305865A
JP2005305865A JP2004126870A JP2004126870A JP2005305865A JP 2005305865 A JP2005305865 A JP 2005305865A JP 2004126870 A JP2004126870 A JP 2004126870A JP 2004126870 A JP2004126870 A JP 2004126870A JP 2005305865 A JP2005305865 A JP 2005305865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
temperature
heater
gain
fusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004126870A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Nagatsuka
知志 長塚
Hiroyuki Matsui
弘行 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimori Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Fujimori Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimori Kogyo Co Ltd filed Critical Fujimori Kogyo Co Ltd
Priority to JP2004126870A priority Critical patent/JP2005305865A/en
Publication of JP2005305865A publication Critical patent/JP2005305865A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Package Closures (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fusion bonding method and an apparatus for a synthetic resin product which can accurately bring the temperature of a seal member within a specified range during continuous operation, and even when an operating condition and a waiting condition are switched, can make the temperature of a heater reach more quickly a specified temperature. <P>SOLUTION: In the fusion bonding method, the synthetic resin products 2 and 2 are fusion-bonded while the temperature of the heater 3a is controlled by PID controlling. In the operating condition wherein the seal members 3 and 3 heated by the heater 3a are brought into contact with the products 2 and 2 to continuously or intermittently heat the products 2 and 2, and in the waiting condition for waiting without heating the products 2 and 2, an electric power obtained by operating a gain of the electric power of an electric power source 4 supplied at a time of the PID controlling is set so that it becomes smaller under the waiting condition in comparison with the operating condition. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、包装用フィルムなどの合成樹脂製品を融着接合するために用いられる融着接合方法および装置に関する。   The present invention relates to a fusion bonding method and apparatus used for fusion bonding a synthetic resin product such as a packaging film.

合成樹脂製品同士を接合する場合、融着接合することは簡易な操作で確実な接合強度が得られることから多用される。例えば、液体や粉末、顆粒体などの内容物を包装するため、合成樹脂製の成型容器にシーラントを備える蓋材でシールしたり、包装袋の製造や前述の内容物を製袋充填包装するに際し長手方向に搬送された長尺のフィルム(シートやチューブ等)を連続的または間欠的に繰り返しヒートシールするヒートシール装置が広く用いられている。この種のヒートシール装置では、ヒータで加熱されたシール部材を合成樹脂製品に当接させることで合成樹脂製品をヒートシールして所要箇所を融着接合するようにしており、連続して融着接合を行う時にシール部材の温度を一定の範囲内で制御するため、種々の提案がなされている(例えば特許文献1参照)。
例えば、特許文献1には、サーミスタ(表面温度検出手段)によってヒートローラ(熱融着部材)の表面温度を検出し、ヒートローラの表面温度の検出によってサーミスタが発する信号電圧をコンパレータにおいて所定の発熱基準電圧と比較し、この結果得られるコンパレータ出力に応じて、リレーを開閉することによりヒートローラの発熱源への入力を制御する技術が開示されている。
また、連続運転時のシール部材の温度を所定の範囲内に納めるため、ヒータをPID(比例積分微分)制御によって制御することも検討されている。
特開2000−318715号公報
When bonding synthetic resin products, fusion bonding is often used because reliable bonding strength can be obtained with a simple operation. For example, in order to wrap contents such as liquids, powders, granules, etc., when sealing a synthetic resin molded container with a lid with a sealant, manufacturing a packaging bag or packaging the above-mentioned contents into a bag. 2. Description of the Related Art Heat sealing devices that repeatedly heat-seal long films (sheets, tubes, etc.) conveyed in the longitudinal direction continuously or intermittently are widely used. In this type of heat sealing device, the sealing member heated by the heater is brought into contact with the synthetic resin product so that the synthetic resin product is heat sealed and the required portions are fusion-bonded. Various proposals have been made to control the temperature of the seal member within a certain range when joining is performed (see, for example, Patent Document 1).
For example, Patent Document 1 discloses that a thermistor (surface temperature detecting means) detects the surface temperature of a heat roller (thermal fusion member), and a signal voltage generated by the thermistor upon detection of the surface temperature of the heat roller is generated in a comparator. A technique is disclosed in which the input to the heat source of the heat roller is controlled by opening and closing a relay in accordance with a comparator output obtained as a result of comparison with a reference voltage.
In addition, in order to keep the temperature of the seal member during continuous operation within a predetermined range, it has been studied to control the heater by PID (proportional integral derivative) control.
JP 2000-318715 A

合成樹脂製品、例えば、フィルムのヒートシール装置においては、連続して、あるいは間欠的に断続してヒータで加熱されたシール部材がフィルムに当接してフィルムを加熱しているとき(運転状態)には、シール部材がフィルムから離れて待機しているとき(待機状態)に比べてより多くの熱量がヒータから放出される。つまり、待機状態から運転状態に切り替わったときには、フィルムの温度を上げること、合成樹脂を溶融すること、あるいは、内容物が熱を吸収することでシール部材の温度が大きく低下するので、多大な熱を供給する必要がある。一方、運転状態から解放されて待機状態に切り替わったときには、熱を奪うものがなくなるのでシール部材の温度は上昇する。例えば運転中にトラブルが発生したり、段取り変え等で運転を中断した場合、待機状態から再度、運転状態に切り替わるときに大きな温度変化が発生しており、シール部材が適温になるまで予備的に運転してシール部材の温度を下げることが行われる。この間に使用されたフィルムや内容物は大部分が不良品として廃棄されることになる。
ところで、上述したように、連続運転時にシール部材の温度を所定の範囲内に納めるため、ヒータをPID制御によって制御することが考えられるが、PID制御は連続運転時のシール部材の温度を所定の範囲内に納めるなど、変化量が比較的小さい場合は有効であっても、運転状態と待機状態との切り替えなど制御量の大きな変化をともなう場合、PID定数に制約されるためシール部材の温度が収束するまで比較的長い時間を要するという欠点を有していた。このため、シール部材の温度の収束を待っていると、待ち時間が長くなって生産性が低下する。これを避けるために、連続運転時のシール部材の温度範囲を広く設定すると、シール部材温度の調節が不充分となる可能性があり、加熱不足や過加熱等によってヒートシール不良が生じて歩留まりが低下するおそれがある。
したがって、運転状態と待機状態とが切り替わったときにヒータの温度をより速く所定温度に到達させる場合には、PID制御を用いることは困難であった。
このような困難を克服する手段として、例えば特開平7−219646号公報には、大きな変化量に対応すべく、マスタ調節計およびスレーブ調節計をなす2つのPID制御器をカスケード接続した温度制御装置が提案されている。しかし、この公報に記載の発明は、半導体熱処理用の拡散炉における入出炉やバーニングなどの不確定の外乱に対応するものであるため、PID制御器を2つ有するなど制御装置の構成が複雑であり、設置や運用に掛かるコストが増大するなどの問題がある。
In a synthetic resin product, for example, a film heat sealing apparatus, when a sealing member heated continuously or intermittently and heated by a heater is in contact with the film to heat the film (operating state) More heat is released from the heater than when the seal member is waiting away from the film (standby state). In other words, when switching from the standby state to the operating state, the temperature of the sealing member is greatly reduced by increasing the temperature of the film, melting the synthetic resin, or absorbing the heat of the contents. Need to supply. On the other hand, when it is released from the operating state and switched to the standby state, the temperature of the seal member rises because there is nothing to remove heat. For example, if a problem occurs during operation or the operation is interrupted due to change of setup, a large temperature change occurs when switching from the standby state to the operation state again. Operation is performed to lower the temperature of the seal member. Most of the film and contents used during this period are discarded as defective products.
By the way, as described above, in order to keep the temperature of the seal member within a predetermined range during continuous operation, it is conceivable to control the heater by PID control, but PID control sets the temperature of the seal member during continuous operation to a predetermined value. Even if it is effective when the amount of change is relatively small, such as being within a range, but when there is a large change in the control amount, such as switching between the operating state and the standby state, the temperature of the seal member is limited by the PID constant. It had the disadvantage that it took a relatively long time to converge. For this reason, when waiting for the temperature of the seal member to converge, the waiting time becomes longer and the productivity decreases. In order to avoid this, if the temperature range of the seal member during continuous operation is set wide, adjustment of the seal member temperature may be insufficient, and heat seal failure may occur due to insufficient heating or overheating, resulting in a decrease in yield. May decrease.
Therefore, it is difficult to use the PID control when the temperature of the heater reaches the predetermined temperature faster when the operation state and the standby state are switched.
As a means for overcoming such a difficulty, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219646 discloses a temperature control device in which two PID controllers forming a master controller and a slave controller are cascaded to cope with a large change amount. Has been proposed. However, since the invention described in this publication deals with uncertain disturbances such as entry / exit furnaces and burning in a diffusion furnace for semiconductor heat treatment, the configuration of the control device is complicated by having two PID controllers. In addition, there are problems such as increased costs for installation and operation.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、連続運転時にシール部材の温度を正確に所定の範囲内に納めることが可能で、運転状態と待機状態とが切り替わったときにもヒータの温度をより速く所定温度に到達させることが可能な合成樹脂製品の融着接合方法および装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to accurately keep the temperature of the seal member within a predetermined range during continuous operation, and even when the operation state and the standby state are switched, It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for fusion-bonding synthetic resin products that can cause a temperature to reach a predetermined temperature more quickly.

前記課題を解決するため本発明の発明者等は鋭意検討した結果、PID制御のみで最適な状態に温度制御ができるという常識に対して、PID制御が関数によるものなので、連続した制御しかできないという問題、つまり、ヒータへの出力は、一気に上げたり、下げたりできないという問題を、PID制御に際して供給される電力量を状態に応じて切り替えることで、ヒータへの出力を階段状に切り替えることができ、調整計から見たら連続しているので、PID制御自体には問題が発生することなくヒータの温度をより速く所定温度に到達させることができるという知見を得てなされたものである。
すなわち、本発明は、PID制御によりヒータの温度を制御しつつ、合成樹脂製品を融着接合する融着接合方法であって、ヒータで加熱されたシール部材が前記製品に当接して前記製品を連続的または間欠的に加熱する運転状態と、前記製品を加熱することなく待機する待機状態とにおいて、PID制御に際して供給される、電源電力のゲインを操作して得られる電力が、前記運転状態のときに比べて前記待機状態のときに小さくなるように設定することを特徴とする融着接合方法を提供する。
この融着接合方法においては、前記運転状態と前記待機状態とを切り替える際に、前記電源電力のゲインを操作することも可能である。
前記電源電力のゲイン操作は、交流電源を交流波形の位相角で通電制御する方法を採用することができる。
前記運転状態において、PID制御に際して供給される、電源電力のゲインを操作して得られる電力が、電源電力の100%とする方法も採用可能である。
前記合成樹脂製品としては、例えば包装用フィルムを例示することができる。
As a result of intensive investigations by the inventors of the present invention in order to solve the above-mentioned problems, the PID control is based on a function in contrast to the common sense that temperature control can be performed in an optimum state only by PID control, and therefore only continuous control can be performed. The problem, that is, the problem that the output to the heater cannot be raised or lowered at once, can be switched stepwise by switching the amount of power supplied during PID control according to the state. Since it is continuous when viewed from the regulator, it has been made by obtaining the knowledge that the temperature of the heater can reach the predetermined temperature faster without causing any problems in the PID control itself.
That is, the present invention is a fusion bonding method in which a synthetic resin product is fusion bonded while controlling the temperature of the heater by PID control, and a seal member heated by the heater comes into contact with the product to The power obtained by manipulating the gain of the power source power supplied in the PID control in the operation state in which the product is continuously or intermittently heated and in the standby state in which the product is not heated is in the operation state. Provided is a fusion splicing method characterized in that it is set to be smaller in the standby state than in the case.
In this fusion bonding method, the gain of the power source power can be manipulated when switching between the operation state and the standby state.
For the gain operation of the power source power, a method of energizing and controlling the AC power source with the phase angle of the AC waveform can be adopted.
It is also possible to employ a method in which the power obtained by operating the gain of the power source power supplied during the PID control in the operating state is 100% of the power source power.
Examples of the synthetic resin product include packaging films.

また、本発明は、PID制御装置によりヒータの温度を制御しつつ、合成樹脂製品を融着接合する融着接合装置であって、前記融着接合装置が、ヒータで加熱されるシール部材と、シール部材のヒータに電力を供給する電源と、前記電源電力のゲインを操作して得られる電力が、前記シール部材が前記製品に当接して前記製品を連続的または間欠的に加熱する運転状態のときに比べて、前記製品を加熱することなく待機する待機状態のときに小さくなるように設定する電力制御手段と、PID制御することにより、前記電力制御手段を介して前記ヒータに供給される電力のオン−オフを行う温度制御手段とを備えることを特徴とする融着接合装置を提供する。
この融着接合装置においては、前記電力制御手段が前記融着接合装置の運転状態開始または待機状態開始を指示する信号に基づいて前記電源電力のゲインを操作するものである構成を採用することも可能である。
Further, the present invention is a fusion bonding apparatus for fusion-bonding synthetic resin products while controlling the temperature of the heater with a PID control apparatus, wherein the fusion bonding apparatus includes a seal member heated by the heater, A power source that supplies power to the heater of the seal member and an electric power obtained by operating the gain of the power source are in an operating state where the seal member abuts the product and heats the product continuously or intermittently. Compared to the case, the power control means that is set to be smaller in the standby state where the product waits without being heated, and the power supplied to the heater via the power control means by performing PID control. And a temperature control means for performing on / off of the fusion bonding apparatus.
In this fusion bonding apparatus, it is also possible to adopt a configuration in which the power control means operates the gain of the power source power based on a signal instructing the operation state start or standby state start of the fusion bonding apparatus. Is possible.

本発明の融着接合方法によれば、電源から供給される電力のゲイン(電源電力のゲイン)は、運転状態のゲインによって得られる電力量よりも待機状態のゲインによって得られる電力量が小さくなるように設定されるので、シール部材からの放熱量の変化によるヒータの所要電力量を階段状に切り替えることができ、PID制御に要する時間を短縮することが可能となる。しかも、電源電力のゲインの切り替えは、本発明が適用される環境に応じて最適となるよう手動でもよく、運転制御手段から送出される運転信号に基づきヒータの状態の切替と連動して自動的に行われるようにすることもできる。従って、温度調整のための待ち時間を短縮して装置の稼働率および生産性を向上することができる上、フィルムのヒートシール不良を抑制して歩留まりを改善することが可能となる。
電力のゲインの切替操作は、シール部材の運転状態と待機状態とを切り替える際に、同時に行うことが好ましい。この場合、運転状態における電力量よりも待機状態における電力量が小さくなるように電力ゲインを設定することを状態の変化と連動させることにより容易かつ確実になる。
前記電源電力のゲイン操作として、交流電源を交流波形の位相角で通電制御する方法を採用した場合、なめらかで、きめ細かい制御を行うことができる。
前記運転状態において、PID制御に際して供給される、電源電力のゲインを操作して得られる電力が、電源電力の100%である場合には、ヒータの能力を最大限に利用できるので、温度をより速く収束させることができる。
According to the fusion splicing method of the present invention, the gain of the power supplied from the power source (the gain of the power source power) is smaller than the amount of power obtained by the gain in the standby state than the amount of power obtained by the gain in the operating state. Therefore, the required power amount of the heater due to the change in the heat radiation amount from the seal member can be switched in a stepped manner, and the time required for PID control can be shortened. In addition, the switching of the power supply power gain may be performed manually so as to be optimal according to the environment to which the present invention is applied, and automatically in conjunction with the switching of the heater state based on the operation signal sent from the operation control means. It can also be performed. Accordingly, it is possible to shorten the waiting time for temperature adjustment and improve the operation rate and productivity of the apparatus, and it is possible to improve the yield by suppressing the heat seal failure of the film.
The power gain switching operation is preferably performed at the same time when the operating state and the standby state of the seal member are switched. In this case, setting the power gain so that the amount of power in the standby state is smaller than the amount of power in the operating state can be easily and reliably linked with the change in state.
When a method of conducting energization control of an AC power source at the phase angle of the AC waveform is adopted as the gain operation of the power source power, smooth and fine control can be performed.
In the operating state, when the power obtained by operating the gain of the power source power supplied in the PID control is 100% of the power source power, the heater capacity can be utilized to the maximum, It can converge quickly.

以下、最良の形態例に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
本形態例における融着接合装置1は、合成樹脂製品としてフィルム2をヒートシールするためのヒートシール装置であり、以下の説明では、融着接合装置をヒートシール装置として説明する。
図1,図2に示すように、本形態例のヒートシール装置1は、フィルム2をヒートシールするシール部材3と、前記シール部材3のヒータ3aに電力を供給する電源4と、運転信号を電力制御手段6に向けて送出する運転制御手段5と、前記運転制御手段から送出される運転信号に基づき前記電源から供給される電力のゲインを切り替え制御する電力制御手段6と、前記ヒータ3aの温度をPID制御することにより前記電力制御手段6を介して前記ヒータ3aに供給される電力のオンオフ切替を行う温度制御手段7と、フィルム2を搬送する搬送手段8を備えている。
The present invention will be described below with reference to the drawings based on the best mode.
The fusion bonding apparatus 1 in this embodiment is a heat sealing apparatus for heat-sealing the film 2 as a synthetic resin product. In the following description, the fusion bonding apparatus is described as a heat sealing apparatus.
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat sealing apparatus 1 of this embodiment includes a sealing member 3 for heat sealing the film 2, a power supply 4 for supplying power to the heater 3 a of the sealing member 3, and an operation signal. An operation control means 5 for sending to the power control means 6, a power control means 6 for switching the gain of power supplied from the power source based on an operation signal sent from the operation control means, and the heater 3a There are provided temperature control means 7 for switching on and off the power supplied to the heater 3a via the power control means 6 by PID control of the temperature, and transport means 8 for transporting the film 2.

フィルム2は、ヒートシールが可能な長尺のフィルムであり、例えば、単層のプラスチックフィルム、共押出により多層のプラスチックを積層させた積層フィルム、アルミ箔などの金属箔や紙等をプラスチックとラミネートしたラミネートフィルムなどを用いることができる。フィルムの様態としては、例えば、1枚または複数枚のシート、チューブ、開口部を有する袋体などを例示することができる。   Film 2 is a long film that can be heat-sealed. For example, a single-layer plastic film, a laminated film in which multilayer plastics are laminated by coextrusion, a metal foil such as an aluminum foil, or paper is laminated with plastic. The laminated film etc. which were made can be used. As an aspect of the film, for example, one or a plurality of sheets, a tube, a bag having an opening, and the like can be exemplified.

フィルム2は、搬送手段8によって連続的または間欠的に送り移動されており、フィルム2が連続的または繰り返しヒートシールされることによって、包装袋や包装体などを順次形成することができる。
フィルム2から形成された包装容器内に液体や粉体などの内容物が充填された包装体を製造する場合、内容物の充填は、例えば、ヒートシールによる包装袋の密封工程と交互に行うことができる。また、充填および密封が行われるライン上で製袋を行うこともできるし、内容物の充填を途切れなく行いながらチューブ等のフィルムを順次送り移動させフィルムを所定間隔でヒートシールすることにより、包装体を製造することもできる。
The film 2 is continuously or intermittently moved by the conveying means 8, and the film 2 can be continuously or repeatedly heat-sealed to form a packaging bag, a package, or the like sequentially.
When manufacturing a packaging body in which contents such as liquid and powder are filled in a packaging container formed from the film 2, the filling of the contents is performed alternately with a sealing process of the packaging bag by heat sealing, for example. Can do. In addition, bags can be made on the line where filling and sealing are performed, and packaging is carried out by sequentially feeding and moving films such as tubes while filling the contents without interruption, and heat-sealing the films at predetermined intervals. The body can also be manufactured.

シール部材3は、例えば棒状(バー)または円筒状(ロール)の部材であり、2個を組み合わせて使用する構成が多く用いられている。上記シール部材3,3のうち少なくとも一方は、フィルム2を加熱するためのヒータ(H1)3aを備えている。フィルム2のヒートシールは、前記ヒータ3aを加熱した状態で、シール部材3の間にフィルム2を挟み込むことにより行うことができる。
シール部材3には熱電対(T1)9が配設されており、この熱電対9によってシール部材3の温度を測定できるようになっている。
The seal member 3 is, for example, a rod-shaped (bar) or cylindrical (roll) member, and a configuration in which two are used in combination is often used. At least one of the sealing members 3 and 3 includes a heater (H1) 3a for heating the film 2. The heat sealing of the film 2 can be performed by sandwiching the film 2 between the sealing members 3 while the heater 3a is heated.
The seal member 3 is provided with a thermocouple (T 1) 9, and the thermocouple 9 can measure the temperature of the seal member 3.

シール部材3,3は、図示しない駆動手段によって駆動されており、フィルム2に当接して該フィルム2を加熱する運転状態と、フィルム2から離れて待機する待機状態とをとることができるようになっている。シール部材3,3の駆動は、運転制御手段5から送出される運転信号によって制御されている。   The sealing members 3 and 3 are driven by a driving means (not shown) so that an operation state in which the film 2 is in contact with the film 2 and the film 2 is heated and a standby state in which the seal member 3 and 3 are separated from the film 2 can be taken. It has become. The driving of the seal members 3 and 3 is controlled by an operation signal sent from the operation control means 5.

電源4とヒータ3aとの間には、電力制御手段(G1)6と、リレー(R1)10(例えば半導体リレー)とがこの順序で直列に接続されている。
電力制御手段6(電力調節計)には、運転制御手段5によりヒータ3aを制御するための運転信号が、ヒータ3aの運動と同期して送出されている。電力制御手段6は、電源4の電力のゲインを操作して得られる電力(ここでは、電力制御手段6からリレー10に送出される電力。以下、操作後の電力ともいう)が、前記運転状態のときに比べて前記待機状態のときに低くなるように、前記運転信号に基づいて電力のゲインを切り替え制御するようになっている。ゲインの制御方式としては、例えば電源4の交流波形を任意の位相角の範囲で通電することにより電力調整を行う位相制御方式を採用することができる。この場合、なめらかで、きめ細かい制御を行うことができるので、好ましい。この他、電源電圧がゼロボルトになったところで回路を開閉することにより電力調整を行うゼロクロス制御方式などを採用することも可能である。
A power control means (G1) 6 and a relay (R1) 10 (for example, a semiconductor relay) are connected in series in this order between the power source 4 and the heater 3a.
An operation signal for controlling the heater 3a by the operation control means 5 is sent to the power control means 6 (power controller) in synchronization with the movement of the heater 3a. The power control means 6 is the power obtained by manipulating the gain of the power of the power source 4 (here, the power sent from the power control means 6 to the relay 10; hereinafter also referred to as the power after operation). The gain of the electric power is switched and controlled based on the operation signal so as to be lower in the standby state than in the case of. As the gain control method, for example, a phase control method in which power adjustment is performed by energizing the AC waveform of the power supply 4 in an arbitrary phase angle range can be employed. This is preferable because smooth and fine control can be performed. In addition, it is also possible to employ a zero cross control method in which power adjustment is performed by opening and closing the circuit when the power supply voltage becomes zero volts.

さらに、電源4から電力制御手段6を介してヒータ3aに供給される電力は、温度制御手段(F1)7によりフィードバック制御されている。温度制御手段7(温度調節計)は、熱電対9によって測定されたシール部材3の温度をPID制御することにより、電力制御手段6とヒータ3aとの間に設置されたリレー10を開閉(オンオフ)し、これによってヒータ3aを制御し、シール部材3の温度を所定範囲内に制御する。
つまり、前記操作後の電力が、温度制御手段7のフィードバック制御に対する入力であり、すなわち、温度制御手段7のPID制御に際して供給される電力となっている。
運転時における前記操作後の電力は、待機時における前記操作後の電力よりも高く設定されている限り、電源4の電力より低くても良い。しかし、ヒータの能力を最大限に利用するためには、運転時における前記操作後の電力が、電源電力の100%である(電源電力に等しい)ことが好ましく、その場合、温度をより速く収束させることができる。
Further, the power supplied from the power source 4 to the heater 3a via the power control means 6 is feedback controlled by the temperature control means (F1) 7. The temperature control means 7 (temperature controller) opens and closes (on / off) the relay 10 installed between the power control means 6 and the heater 3a by PID-controlling the temperature of the seal member 3 measured by the thermocouple 9. Thus, the heater 3a is controlled, and the temperature of the seal member 3 is controlled within a predetermined range.
That is, the electric power after the operation is an input for the feedback control of the temperature control means 7, that is, the electric power supplied during the PID control of the temperature control means 7.
The power after the operation during operation may be lower than the power of the power source 4 as long as it is set higher than the power after the operation during standby. However, in order to make full use of the capacity of the heater, it is preferable that the power after the operation during operation is 100% of the power supply power (equal to the power supply power), in which case the temperature converges faster. Can be made.

本形態例のヒートシール装置1の作用について説明する。
ヒータ3aは、待機状態における放熱量H0(図2参照)は比較的少なく、温度を一定に保つための電力は少なくて済む。これに対して、運転状態においては、熱がフィルムや内容物に吸収されるため、ヒータ3aからの放熱量H1が待機時の放熱量H0よりも多くなり、温度を一定に保つための電力は待機状態のときよりも多く必要になる。この放熱量H0とH1との間の変化は、温度制御手段のPID制御で対応するには制御量が大きく、温度の収束に時間がかかる。
電源電力ゲインを、運転状態のときにシール部材3の温度を収束させるのに好適な程度の比較的大きい値に設定した場合、運転状態から待機状態へ移行するときにはシール部材3温度の収束に長時間を要する。
そこで、電源電力ゲインを、待機状態のときにシール部材3の温度を収束させるのに好適な程度の比較的小さい値に設定すると、待機状態から運転状態へ移行するときにはシール部材3温度の収束に長時間を要する。
The operation of the heat seal device 1 of this embodiment will be described.
The heater 3a has a relatively small heat release amount H0 (see FIG. 2) in the standby state, and requires less power to keep the temperature constant. On the other hand, in the operating state, since heat is absorbed by the film and contents, the heat radiation amount H1 from the heater 3a is larger than the heat radiation amount H0 during standby, and the power for keeping the temperature constant is More are needed than in the standby state. The change between the heat radiation amounts H0 and H1 is large in order to cope with the PID control of the temperature control means, and it takes time to converge the temperature.
When the power supply gain is set to a relatively large value suitable for converging the temperature of the seal member 3 in the operating state, it is long to converge the temperature of the seal member 3 when shifting from the operating state to the standby state. It takes time.
Therefore, if the power supply gain is set to a relatively small value that is suitable for converging the temperature of the seal member 3 in the standby state, the temperature of the seal member 3 is converged when shifting from the standby state to the operating state. It takes a long time.

合成樹脂製品を連続的または間欠的に加熱する場合、運転時の放熱量H1および待機時の放熱量H0は、ヒートシールを行う目的や対象物、ヒートシールを行う時の気温や作業速度などにより、千差万別であるが、比較的変動の少ない条件下で特定の合成樹脂製品をヒートシールする場合などは、ある程度予想可能であり、これに合わせて、おおまかに運転時ゲインG1および待機時ゲインG0を決定することができる。多少、当初のゲインG0,G1の予測が狂ったとしても、大幅にG0を下げない限りゲインを切り替えない場合よりも悪い結果となることはないので、作業に支障を来すことなく実運転した結果を基に、ゲインG0,G1の値を最適値へと修正することができる。
また、例えば、実験によってG0,G1の最適値を求めても良い。すなわち、後述の実施例に倣って、とりあえずG1を100%としておき、G0を順次下げて、待機時から運転時に状態が移行する時のシール部材の温度を記録し、得られたシール部材の温度のデータより、最適なG0を決定し、G1は100%で問題がないことを確認する。ヒータの能力が大きいほど運転再開にともなうシール部材の温度低下を素早く回復させることができるので、通常は、G1は100%で問題はないが、極端にヒータの能力が大きい場合はシール部材の温度の収束が不安定になることもあり得るので、100%では大きすぎる場合はG1を下げて再度、実験を行う。G0、G1が決まったら、運転時から待機時に状態が移行する時のシール部材の温度を記録し、得られたシール部材の温度のデータより、決定したG0、G1で問題がないことを確認する。このようにして、温度変化に見合うような電力ゲインを決めることにより、運転時ゲインG1および待機時ゲインG0を、実運転に先立って決定することができる。
When a synthetic resin product is heated continuously or intermittently, the heat radiation amount H1 during operation and the heat radiation amount H0 during standby depends on the purpose of heat sealing, the object, the temperature at which heat sealing is performed, the working speed, etc. However, when a specific synthetic resin product is heat-sealed under conditions with relatively little fluctuation, it can be predicted to some extent, and in accordance with this, roughly the operating gain G1 and standby Gain G0 can be determined. Even if the initial gains G0 and G1 are slightly out of sight, the results will not be worse than if the gains are not switched unless G0 is significantly lowered. Based on the result, the values of the gains G0 and G1 can be corrected to the optimum values.
Further, for example, the optimum values of G0 and G1 may be obtained by experiments. That is, following the examples described later, for the time being, G1 is set to 100%, G0 is sequentially decreased, the temperature of the seal member when the state transitions from standby to operation is recorded, and the temperature of the obtained seal member is recorded. The optimum G0 is determined from the data of G1, and it is confirmed that there is no problem when G1 is 100%. Since the lowering of the temperature of the seal member due to resumption of operation can be recovered more quickly as the heater capacity is larger, normally G1 is 100% and there is no problem, but when the heater capacity is extremely large, the temperature of the seal member Therefore, if 100% is too large, G1 is lowered and the experiment is performed again. Once G0 and G1 are determined, record the temperature of the seal member when the state transitions from operation to standby, and confirm that there is no problem with the determined G0 and G1 from the obtained seal member temperature data . In this way, by determining the power gain corresponding to the temperature change, the operating gain G1 and the standby gain G0 can be determined prior to the actual operation.

本形態例のヒートシール装置1の場合、電力制御手段6は、ヒータの温度変化およびPID制御の結果とは関係なく、シール部材3の状態を制御する運転信号に基づいて電力ゲインを待機時ゲインG0と運転時ゲインG1とをそれぞれ予め設定しておいて、状態に応じて切り替えられるようになっているので、待機時から運転時に移行するとき、および運転時から待機時に移行するときに電力ゲインを瞬時に切り替えることができる。これにより、それぞれの状態でシール部材3の温度を収束させるのに好適な電源電力のゲインとし、温度制御手段の制御量を小さくすることができる。この結果、温度調整のための待ち時間を短縮して装置の稼働率および生産性を向上することができる。また、フィルムのヒートシール不良を抑制して歩留まりを改善することが可能となる。
そして、本形態例のヒートシール装置は構成が簡易なので、既に設置済みの従来装置から簡単に改造することができ、運用も容易なので、低コストで設置および運用が可能である。
In the case of the heat seal device 1 of this embodiment, the power control means 6 sets the power gain to the standby gain based on the operation signal for controlling the state of the seal member 3 regardless of the temperature change of the heater and the result of PID control. Since G0 and operating gain G1 are set in advance and can be switched according to the state, the power gain is applied when shifting from standby to operating and when shifting from operating to standby. Can be switched instantly. Thereby, it is set as the gain of power supply power suitable for converging the temperature of the sealing member 3 in each state, and the control amount of the temperature control means can be reduced. As a result, the operating time and productivity of the apparatus can be improved by shortening the waiting time for temperature adjustment. Moreover, it becomes possible to improve the yield by suppressing the heat seal failure of the film.
And since the structure of the heat seal device of this embodiment is simple, it can be easily modified from the conventional device already installed, and the operation is easy, so that it can be installed and operated at low cost.

以下、本発明で用いられる温度制御方法を検証するため、図2に示すような温度制御回路を構成し、そのヒータ3aに対して温度を低下させるような外乱(本実験においてはファンによる送風)を与えながら、ヒータ3aの温度の変動を計測した。この検証実験において、ヒータ3aに外乱を与えたときが本発明における運転時に対応し、ヒータ3aが外乱から解放されたときが本発明における待機時に対応する。
運転状態ではヒータ3aの温度を収束させるのに好適な電源電力のゲインとして、電力制御手段6の存在に関わらず、100%の電力をリレー10に供給し、待機状態では電力制御手段6の存在により、運転状態の40%〜100%の電力をリレー10に供給するようにゲインを操作した。待機状態における電源電力のゲインを、40%、50%、60%、85%に下げたものを実施例とし、電力を下げずに100%の場合を比較例とした。
図3には、待機状態から運転状態に切り替えたときの温度の経時変化を示す。また、図4には、運転状態から待機状態に切り替えたときの温度の経時変化を示す。
図3および図4において、グラフの線には、待機時電力が40%の場合に二点鎖線、50%の場合に一点鎖線、60%の場合に実線、85%の場合に破線、100%の場合に点線をそれぞれ用いた。
Hereinafter, in order to verify the temperature control method used in the present invention, a temperature control circuit as shown in FIG. 2 is configured, and a disturbance that lowers the temperature of the heater 3a (in this experiment, blown by a fan) The temperature variation of the heater 3a was measured while giving In this verification experiment, the time when the disturbance is applied to the heater 3a corresponds to the operation according to the present invention, and the time when the heater 3a is released from the disturbance corresponds to the standby time according to the present invention.
Regardless of the presence of the power control means 6, 100% of the power is supplied to the relay 10 as a gain of the power source power suitable for converging the temperature of the heater 3a in the operation state, and the presence of the power control means 6 in the standby state. Thus, the gain was manipulated so as to supply the relay 10 with 40% to 100% of the operating state. The power source power gain in the standby state was reduced to 40%, 50%, 60%, and 85% as examples, and the case of 100% without power reduction as a comparative example.
FIG. 3 shows changes in temperature over time when the standby state is switched to the operating state. Further, FIG. 4 shows a change in temperature with time when the operation state is switched to the standby state.
3 and 4, the graph lines include a two-dot chain line when the standby power is 40%, a one-dot chain line when the power is 50%, a solid line when the power is 60%, a broken line when the power is 85%, and 100%. In each case, dotted lines were used.

図3に示すように、ヒータを待機状態から運転状態に切り替えたときのヒータ3aの温度を収束させる時間は、待機時の電源電力のゲインが小さかったほど、収束時間は短くなり、100%未満の実施例においては短時間で所定の温度に収束できた。
待機時の電源電力のゲインが50%または60%であった場合には、ヒータ3aの温度の収束も速くすることができた。待機時の電源電力のゲインを運転時の40%に設定した場合にはハンチングを起こし、収束がやや不安定となった。
As shown in FIG. 3, the time for which the temperature of the heater 3a is converged when the heater is switched from the standby state to the operation state becomes shorter as the gain of the power supply during standby is smaller, and the convergence time is less than 100%. In this example, it was possible to converge to a predetermined temperature in a short time.
When the power supply gain during standby was 50% or 60%, the convergence of the temperature of the heater 3a could be accelerated. When the power supply gain during standby was set to 40% of that during operation, hunting occurred and convergence was somewhat unstable.

図4に示すように、ヒータを運転状態から待機状態に切り替えたときのヒータ3aの温度を収束させる時間は、待機時電力が小さいほど、収束時間は短くなり、100%未満の実施例においては短時間で所定の温度に収束できた。
特に、待機時の電源電力のゲインが60%の場合には、温度の収束も速く、安定に制御することができた。待機時電力が40%または50%の場合にはハンチングを起こし、収束がやや不安定となった。
As shown in FIG. 4, the time for which the temperature of the heater 3a is converged when the heater is switched from the operating state to the standby state becomes shorter as the standby power is smaller. It was able to converge to a predetermined temperature in a short time.
In particular, when the power supply power gain during standby was 60%, the temperature converged quickly and could be controlled stably. When the standby power was 40% or 50%, hunting occurred and the convergence became somewhat unstable.

以上の結果から、本実施例においては、待機時に供給する電力を運転時に供給する電力の60%に設定したときに、ヒータ3aの温度の収束に優れる制御を実現することができた。   From the above results, in this embodiment, when the power supplied during standby is set to 60% of the power supplied during operation, it is possible to realize control excellent in temperature convergence of the heater 3a.

本発明は、合成樹脂製品を融着接合する目的、例えば、包装袋を製袋したり、包装袋や合成樹脂製成型容器に液体や粉末、顆粒体などの内容物を充填し開口部をヒートシールしたり、フィルムから包装容器を形成しつつ包装する製袋充填包装などの目的に利用することができる。   The purpose of the present invention is to fuse and bond synthetic resin products, for example, to make a packaging bag, or to fill a packaging bag or a synthetic resin molded container with contents such as liquid, powder, granule, etc. It can be used for purposes such as heat-sealing or bag-filling packaging in which a packaging container is formed from a film.

本発明のヒートシール装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the heat seal apparatus of this invention. 図1のヒートシール装置の作用を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the effect | action of the heat seal apparatus of FIG. 待機状態から運転状態への切替時の温度変化の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the temperature change at the time of switching to a driving | running state from a standby state. 運転状態から待機状態への切替時の温度変化の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the temperature change at the time of switching from an operation state to a standby state.

符号の説明Explanation of symbols

1…ヒートシール装置(融着接合装置)、2…フィルム(合成樹脂製品)、3…シール部材、3a…ヒータ、4…電源、5…運転制御手段(温度調節計)、6…電力制御手段(電力調節計)、7…温度制御手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat seal apparatus (fusion joining apparatus), 2 ... Film (synthetic resin product), 3 ... Seal member, 3a ... Heater, 4 ... Power supply, 5 ... Operation control means (temperature controller), 6 ... Power control means (Power controller), 7 ... Temperature control means.

Claims (7)

PID制御によりヒータの温度を制御しつつ、合成樹脂製品を融着接合する融着接合方法であって、
ヒータで加熱されたシール部材が前記製品に当接して前記製品を連続的または間欠的に加熱する運転状態と、前記製品を加熱することなく待機する待機状態とにおいて、PID制御に際して供給される、電源電力のゲインを操作して得られる電力が、前記運転状態のときに比べて前記待機状態のときに小さくなるように設定することを特徴とする融着接合方法。
A fusion bonding method for fusion bonding of synthetic resin products while controlling the temperature of the heater by PID control,
Supplied in the PID control in the operation state in which the seal member heated by the heater contacts the product and heats the product continuously or intermittently and in the standby state in which the product waits without heating. A fusion splicing method characterized in that the power obtained by manipulating the gain of the power supply is set to be smaller in the standby state than in the operation state.
前記運転状態と前記待機状態とを切り替える際に、前記電力のゲインを操作することを特徴とする請求項1に記載の融着接合方法。   The fusion splicing method according to claim 1, wherein the power gain is manipulated when switching between the operation state and the standby state. 前記電源電力のゲイン操作が交流電源を交流波形の位相角で通電制御するものである請求項1または2に記載の融着接合方法。   The fusion splicing method according to claim 1 or 2, wherein the gain operation of the power supply power controls energization of the AC power supply with the phase angle of the AC waveform. 前記運転状態において、PID制御に際して供給される、電源電力のゲインを操作して得られる電力が、電源電力の100%である請求項1ないし3のいずれかに記載の融着接合方法。   The fusion splicing method according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the operating state, the power obtained by operating the gain of the power source power supplied in the PID control is 100% of the power source power. 前記合成樹脂製品が包装用フィルムである請求項1ないし4のいずれかに記載の融着接合方法。   The fusion-bonding method according to claim 1, wherein the synthetic resin product is a packaging film. PID制御装置によりヒータの温度を制御しつつ、合成樹脂製品を融着接合する融着接合装置であって、
前記融着接合装置が、
ヒータで加熱されるシール部材と、
シール部材のヒータに電力を供給する電源と、
前記電源電力のゲインを操作して得られる電力が、前記シール部材が前記製品に当接して前記製品を連続的または間欠的に加熱する運転状態のときに比べて、前記製品を加熱することなく待機する待機状態のときに小さくなるように設定する電力制御手段と、
PID制御することにより、前記電力制御手段を介して前記ヒータに供給される電力のオン−オフを行う温度制御手段と
を備えることを特徴とする融着接合装置。
A fusion bonding apparatus for fusion bonding of synthetic resin products while controlling the temperature of the heater with a PID control apparatus,
The fusion splicer is
A sealing member heated by a heater;
A power source for supplying power to the heater of the seal member;
The electric power obtained by manipulating the gain of the power supply does not heat the product as compared with the operation state in which the product is continuously or intermittently heated when the seal member contacts the product. Power control means for setting so as to be small when in a standby state of waiting;
And a temperature control means for turning on and off the power supplied to the heater via the power control means by performing PID control.
前記電力制御手段が前記融着接合装置の運転状態開始または待機状態開始を指示する信号に基づいて前記電源電力のゲインを操作するものである請求項6に記載の融着接合装置。   The fusion bonding apparatus according to claim 6, wherein the power control means operates the gain of the power supply power based on a signal instructing the operation state start or standby state start of the fusion bonding apparatus.
JP2004126870A 2004-04-22 2004-04-22 Fusion bonding method and fusion bonding apparatus Pending JP2005305865A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004126870A JP2005305865A (en) 2004-04-22 2004-04-22 Fusion bonding method and fusion bonding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004126870A JP2005305865A (en) 2004-04-22 2004-04-22 Fusion bonding method and fusion bonding apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005305865A true JP2005305865A (en) 2005-11-04

Family

ID=35435162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004126870A Pending JP2005305865A (en) 2004-04-22 2004-04-22 Fusion bonding method and fusion bonding apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005305865A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503550A (en) * 2006-09-18 2010-02-04 アレヴァ・エヌセー Plastic bag welding apparatus and method for heating heating strip of welding apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503550A (en) * 2006-09-18 2010-02-04 アレヴァ・エヌセー Plastic bag welding apparatus and method for heating heating strip of welding apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11103962B2 (en) Metalworking system with force controlled wire feed start operation
JP2012236622A (en) Form-fill-seal machine
US10058956B2 (en) Metalworking wire feeder system with force control operation
JP3367588B2 (en) Vertical sealing mechanism in bag making and packaging machines
JP4801973B2 (en) Joule heating device and control method thereof
WO2006064701A1 (en) Filling machine and method of controlling the same
JP2005305865A (en) Fusion bonding method and fusion bonding apparatus
US20120167531A1 (en) Method for energy-efficient sealing of tubular bags
JP4293496B2 (en) Vertical bag making filling and packaging apparatus and control method thereof
JP4549266B2 (en) Impulse belt sealer
JP2020073394A (en) Horizontal pillow packing machine and horizontal pillow packing method
JPS6193016A (en) Method and device for manufacturing packaging tube from plastic film
JP2008068886A (en) Packaging apparatus
KR101213256B1 (en) Impulse sealer
JP2007313782A (en) Method for controlling temperature of heat sealing device
JP5545863B2 (en) Seal temperature control device for bag making and filling machine
JP2005119866A (en) Product feeder
JP2010126336A (en) Seal tape adhesion device
JP6887651B2 (en) Bag making and packaging machine
JP2004059142A (en) Packaging system
JP4548908B2 (en) Heating device
JP2005306397A (en) Heat seal device and medicine dividedly-packing apparatus
JP2023177437A (en) Horizontal rotary type automatic filling and packaging machine
JP2003341626A (en) Method for controlling temperature of heater
JPH0752925A (en) Method and device for controlling temperature of heat sealer in bag forming machine