JP2008207839A - インパルスシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱可塑性包装袋の開口部等を瞬間的な電気エネルギーで融着シールさせる、所謂「インパルスシール」により密封シールする場合等に使用されるインパルスシール用のインパルスシール装置に関する。
【解決手段】
インパルスシール機のヒート線が載置されるシール台を有するインパルスシール装置において、前記ヒートシール台の上側面のヒート線の下側に溝が設けられ、該溝にヒート線が載置さされていることを特徴とするインパルスシール装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性包装袋の開口部等を瞬間的な電気エネルギーで融着シールさせる、所謂「インパルスシール」により密封シールする場合等に使用されるインパルスシール用のインパルスシール装置に関する。詳しくは、包装袋等の接合物のシール部を剥離させることなく、精度よく効率的に行うことができるインパルスシール装置に関する。

従来、インパルスシール装置は、熱可塑性包装材料等のシートあるいはフィルムからなる包装袋の開口部をシール台とシールバーとで挟圧すると共に、ヒータ線に高圧電流を瞬間的に印加して包装袋の開口部を溶融する。

そして、袋を挟圧したままの状態で、該シールバーの温度低下を待ち、溶融した部分が凝固した後、シール台とシールバーの挟圧が開放されることにより包装袋の開口部が剥離することなく密封シールされる。

このため、シールが剥離することなく安定して行うことができるようにインパルスシールのシールバーを冷却した自動包装機に於けるインパルスシール装置（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

この、自動包装機に於けるインパルスシール装置はニクロム線取付台の長さ方向に冷却エアーの流入する空洞を設け、該空洞からニクロム線の取付面に向かって多数の吹出導孔を穿設すると共にニクロム線はテフロン（登録商標）シートを介して取付けられている。また、押え板の長さ方向にも冷却エアーの流入する空洞を設け、該空洞から押え板面に向かって多数の吹出導孔を穿設した構成になっている。

また、インパルスシールに高圧電流を印加して包装材料を溶融したあと、前記溶融部を剥離させることなく、速やかに冷却するインパルスシール機（例えば、特許文献２参照。）も知られている。

このインパルスシール機は袋をシール台と加圧ブロックとで挟圧する。下側の加圧ブロックに形成した溝にシールバーを配置し、通常スプリングの弾力で前記シールバーをシール台から離れるように付勢する。そのあと、ハンマーでプレートに応力を加えると、シールバーは上動しシール台との間で袋口を加圧する。同時にヒータ線に電流を印加し、袋口を溶融する。その直後、スプリングの反力でシールバーが袋から離れ、シールバーの残り熱と、袋の残り熱とが干渉し合うのを防止する。結果的にシールバー及び袋は速やかに冷却し、シール台と加圧ブロックとの挟圧の持続でもって溶融部の剥離を防止する。

また、通常インパルスシールは、ヒータ線に高圧電流を瞬間的に印加される際、包装袋にシール台とシールバーによって圧着されるヒータ線の圧着面全体が均等な温度を有する構造となっている。このため、このヒータ線により加熱される溶着部分の温度分布が等しく、溶着が完了したとき、厚みの薄い熱可塑性包装材料のシートあるいはフイルムの溶着部分における厚みがヒータ線の圧着面により加熱と圧着との結果としてさらに薄くなる。そして、溶着部分の強度が弱くなる他に、内側端縁に引張り力が作用してこの部分が最初に裂断され側端に沿って裂断されてしまうという問題がある。

上記問題を解決したインパルスシール機の電熱板（例えば、特許文献３参照。）も知られている。

このインパルスシール機の電熱板は互いに近接離間可能に設けた上台および下台の対向位置に電熱板を設け、上台と下台との間に合成樹脂シートを重ねて挟み溶着するインパルスシール機において、上台側または下台側のいずれか一方の電熱板の圧着面の引張り側の側縁部のすくなくとも一方に耐熱シートを被覆する。

以下に先行技術文献を示す。
実開昭５９−１６８３１２号公報 実開平５−６１００５号公報 特公昭６２−９０１６号公報

ところで、ニクロム線取付台の長さ方向に設けた、空洞からニクロム線の取付面に向かって多数の吹出導孔を穿設されている特許文献１の自動包装機に於けるインパルスシール装置は包装袋等をインパルスシールした際、吹出導孔が穿設されている部分が加圧不足となるという問題がある。そして、その部分の包装袋に形成されるシール部の接着強度が低下する他、シールした後の外観の見栄えが悪いという問題がある。

さらに、ニクロム線取付台の長さ方向の溶着部分における厚みがニクロム線の圧着面により加熱と圧着との結果さらに薄くなる。そして、接着強度が低下する。さらに、引張り力が作用して、この部分が裂断するという問題がある。

また、ニクロム線が印加された際、ニクロム線の膨脹、伸び等によってニクロム線取付台面上の位置がずれるという問題がある。そして、包装袋のシール位置が安定しないという問題が生じる。

また、特許文献２のインパルスシール装置は、シール作業するための機械の動作が煩雑であり、且つ、シール装置の構造も複雑である。そして、故障箇所が増えるだけでなく、シール装置の製造コストが上昇するという問題がある。

また、ヒータ線に電流が印加され袋口が溶融された直後に、シールバーがスプリングの反力で袋から離れるため、溶融した部分が剥離する問題がある。さらに、袋に使用される包装材料の材質、材質構成、厚さ等によって溶融した部分の接着強度のバラツキや不良が生じる問題がある。

また、インパルスシールする際のシールバー等の上下駆動がクランク駆動的であり、生産効率が著しく低下する問題がある。

さらに、包装袋に用いられる包装材料の材質や厚み等が変わった際、該シール装置の調整作業に時間がかかるという問題がある。

また、特許文献３のインパルスシール機の電熱板は特許文献１と同様に、電熱板が印加された際、電熱板の膨脹、伸び等によって電熱板が載置されている上台あるいは下台面上の位置がずれるという問題がある。そして、包装袋のシール位置が安定しないという問題が生じる。

また、上台側または下台側のいずれか一方の電熱板圧着面の、引張り側の側縁部のすくなくとも一方に耐熱シートが被覆されるため、包装袋に形成されるその部分のシール部の接着強度が低下するという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、包装袋等の接合物のシール部が剥離等することなく、シール位置が精度よく、且つ煩雑で、高価な装置等を用いることなく、効率的にインパルスシールができるインパルスシール装置を提供することである。

上記問題点を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
インパルスシール機のヒート線が載置されるシール台を有するインパルスシール装置において、
前記ヒートシール台の上側面の、ヒート線の下側に溝が設けられ、該溝にヒート線が載置さされていることを特徴とするインパルスシール装置である。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、
前記溝の深さがヒート線の厚みの１／２から２／３で幅がヒート線を加熱し、膨張した幅と同じかまたは０．５ｍｍ以内で広いことを特徴とする請求項１に記載のインパルスシール装置である。

本発明のインパルスシール装置は、以上の構成からなるので、ヒート線がヒートシール台の上側面を移動することがない。そして、常に包装袋等のシール位置が精度よく、安定して、見栄えよく形成できる。

また、ヒート線がヒートシール台の長さ方向に施された溝に載置されるため、包装袋等の溶着部がヒート線の圧着面により加熱と圧着で薄くなる率が低下する。そして、安定した接着強度を保つことができる。

また、本発明のインパルスシール装置は、ヒート線がヒートシール台の溝に載置されているため、溶着部のシール幅方向の端部が薄くなる率が少ない。そして、引張り力が作用してもシール部端縁から裂断することがない。

さらに、本発明のインパルスシール装置は、煩雑な機構や構造を用いることなく、安価にインパルスシール装置を製造することができる。そして、従来のシール作業操作で、効率良く生産できる。

また、袋に使用される包装材料の材質、材質構成、厚さ等によって溶融した部分の接着強度等のバラツキが発生し難い。

本発明のインパルスシール装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。図１〜図８は本発明の一実施例を示す。

図１は、本発明のインパルスシール装置の一実施例の正面の概略を示す概略図である。また、図２は本発明のインパルスシール装置の一実施例の平面の概略を示す概略図である。

図１または図２に示すように、本発明のインパルスシール装置１は架台１０と、その上
側面にシール台２と該シール台２の両端にヒータ線引張り軸受９が固定されている。そして、シール台２にヒータ線３が載置されている。さらに、シール台２にヒータ線３が載置されている上方方向に加圧バー１１が設けられている。

前記ヒータ線引張り軸受９はシール台２の長さ方向両端に図２に示すように各々４本のボルト１５により架台１０に固定されている。

また、ヒータ線引張り軸受９の上方にヒータ線３を外側方向に引張るヒータ線引張軸８が左右に設けられている。そして、各々のヒータ線引張軸８の外側方向の軸の外周縁には、ネジ部１２が形成されている。

前記ネジ部１２はヒータ線３を外側に常に一定の引張り力で引張るための、引張りバネ７とナット６が設けられている。そして、引張りバネ７の外側方向にカラー１４を介してナット６が設けられている。前記ナット６は引張りバネ７の引張り力を調整するためのものであり、ダブルで設けられている。

また、ヒータ線引張軸８の内方方向先端はヒータ線３がヒータ線取付けネジ４で固定できるように、ヒータ線引張軸８の軸心まで半円状に切り取られヒータ線取付けネジ部１６が設けられている。

また、ヒータ線引張軸８はヒータ線３に高圧電流を瞬間的に印加させるため、図には示していないが電線を通す空洞部が設けられている。

また、シール台２およびヒータ線３の上方方向には包装材料、包装袋等の接合物をヒータ線３と挟圧して溶着させる上述した加圧バーが設けられている。前記加圧バー１１はシール台２の上方方向を上下運動する。そして、シール台２上側面に接合物が載置されると加圧バー１１が降下する。

前記降下した加圧バー１１は、包装材料、包装袋等の接合物をヒータ線３と挟圧するとヒータ線３に高圧電流が瞬間的に印加される。そして、接合物の内側面を溶融し、凝固（溶着）した後、加圧バー１１は、上昇する。

前記架台１０に固定されているシール台２のヒータ線３の下側はヒータ線３の位置がずれることなく、常に、一定の位置に、精度良く包装材料や包装袋などの接合物にシールが施されるようにシール台２の長い方向に溝１３が形成されている。

この溝１３の幅は、ヒータ線３に高圧電流が流れ加熱し、膨脹した幅と同じか、または０．５ｍｍ以内広い幅が望ましい。上述した幅よりも狭いとヒータ線３が加熱し、膨脹した際に、溝から浮き上がったり、ヒータ線３が変形したり、あるいは断線等が生じる可能性がある。

また、溝１３の幅が広いとヒータ線３が溝１３の幅内で移動したり、変形したりするため、ヒータ線３の位置ずれが生じる。そして、接合物のシール位置がバラツキ、且つ、見栄えが悪くなる。

また、溝１３の深さは、ヒータ線３の厚みの１／２から２／３が望ましい。前記溝１３の深さが深すぎると包装材料や包装袋などの接合物をシールした際、加圧等が不十分となり、シール部分の接着強度が弱くなる。

また、包装材料や包装袋などの接合物の厚さにバラツキがある場合にも、加圧不足等の
部分が生じ、シールが施されている部分の接着強度にムラが生じる。

また、溝１３の深さが浅いと、ヒート線３の圧着面により加熱と圧着でシール部分が薄くなり、接着強度が低下する。さらに、ヒート線３の長さ方向のシール端縁が一番薄くなるため、引張り力が作用してこの部分が最初に裂断される問題がある。

また、ヒータ線３が溝１３からシール台２上側面に移動したり、変形したりする。このため、ヒータ線３の位置ずれが生じる。そして、包装材料や包装袋などの接合物のシール位置がバラツキ、且つ、見栄えが悪くなる。

前記ヒータ線３は電熱線、抵抗線として多く用いられている公知のニクロム線（ニッケル・クロム合金）等が用いられる。また、該ニッケル・クロム合金の表面に各種金属、セラミック、またはこれらの混合体、ガラスや樹脂等、如何なる材質のショットをブラスト法等で梨地状に施しても良い。

前記ニッケル・クロム合金の表面に前記梨地状を施すことにより、円弧状の凹凸が多数形成される。このため、シール部分の表面積が大きくなり、接合物のシール強度が向上する。

また、ヒータ台２の材質としては、特に限定するものではないが、耐熱性、耐食性、耐圧性、耐強度等に優れているものが望ましい、例えば、耐食アルミニウム合金（Ａ２）、高力アルミニウム合金（Ａ３）、ニッケル・クロム鋼（ＮＣ）等の構造用合金鋼、炭素鋼（Ｃ）等の普通鋼、ナイロン等の樹脂他が挙げられる。

また、前記包装材料や包装袋などの接合物の包装材料は少なくとも内面にインパルスシールで溶融するシートないしフィルム、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれらの金属架橋物等の樹脂のシートないしフィルムが用いられる。

さらに、内面のシートないしフィルムに積層される樹脂として、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、綿状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレンーアクリル酸エチル共重合体、エチレンーアクリル酸またはメタクリル酸共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、塩化ビニルー塩化ビニルデン共重合体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体（ＡＳ系樹脂）、アクリロニトリルーブタジェンースチレン共重合体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレンー酢酸ビニル共重合体のケン化物、ジエン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース、その他、公知の樹脂の単体または積層体を使用することができる。その他、例えば、内容物等によってセロハン等のシートないしフィルム、紙、アルミニウム箔、合成紙等の単体または積層体が用いられる。

また、包装袋としては二方シールまたは三方シール、四方シール、側面シールあるいは封筒貼りシール、合掌貼りシール、舟底シール等の平袋、あるいは底部に底シール部と両側端面にサイドシール部等を有する三方シールまたは四方シールなどの包装袋の下部を前後に広げて、底部に矩形状の扁平な底面を形成した自立包装袋あるいは袋の表側面と裏側面の底部の内側にガセット部を有する自立包装袋（スタンディングパウチ）等が挙げられる。

次に、図３は、本発明のインパルスシール装置の他の一実施例の正面を示す概略図である。また、図４は本発明のインパルスシール装置の他の一実施例の平面を示す概略図である。

図３または図４に示すように、本実施例の他インパルスシール装置１は図１または図２と同様に架台１０と、その上側面にシール台２と該シール台２の両端にヒータ線引張り軸受９が固定されている。そして、シール台２にヒータ線３が載置されている。さらに、シール台２にヒータ線３が載置されている上方方向に加圧バー１１が設けられている。

前記ヒータ線引張り軸受９はシール台２の長さ方向両端に図４に示すように各々４本のボルト１５により架台１０に固定されている。

また、ヒータ線引張り軸受９の上方にヒータ線３を外側方向に引張るヒータ線引張軸８が左右に設けられている。そして、一方のヒータ線引張軸８の外側方向の軸の外周縁には、ネジ部１２が形成されている。

前記ネジ部１２には、ヒータ線３を外側に常に一定の引張り力で引張るための、引張りバネ７とナット６が設けられている。また、ナットは引張りバネ７の外側方向にカラー１４を介して２個設けられている。そして、ナットを締めて行く事によりヒータ線３がより外側方向に引張られる。

また、他方のヒータ線引張軸８は軸固定ネジによってヒータ線引張り軸受９に固定されている。そして、ヒータ線３の張りの調整は一方のヒータ線引張軸８で行われる。このため、主に細いヒータ線３を使用する際に用いられる。

次に、図５は図１のＡ−Ａ´線断面の一実施例を説明するための説明図であり、図６は図１のＡ−Ａ´線断面の他の一実施例を説明するための説明図である。

本発明のインパルスシール装置で包装材料や包装袋などの接合物を載置して溶着する際には図５に示すようにシール台２の上側面および加圧バー１１の表面にフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けられる。

前記耐熱シート２０等は粘着性のテープ等の他に、フッ素樹脂あるいはシリコン等のとう耐熱性樹脂をコーティングすることもできる。

また、図６に示すように加圧バー１１の表面にシリコン等の耐熱性ゴム２１を設け、シール台２の溝の下部にナイロンやポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂２２を設けその上側面にフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けることもできる。また、図には示していないが、シール台２の溝の下部にナイロンやポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂２２を設け、その上側面にヒート線３を載置する。そして、該ヒート線３の上側面をフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けてもよい。

さらに、図７に示すように加圧バー１１の表面にシリコン等の耐熱性ゴム２１を設け、シール台２の溝１３の下部にナイロンやポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂２２を設ける。そして、その上側面にフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０あるいはガラステープ２３を設けた上側面にヒータ線３を載置し、該ヒータ線３を覆うようにフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けても良い。

また、図８に示すようにシール台２の溝１３の下部に設けたナイロンやポリエチレンテ
レフタレート等の耐熱性樹脂２２を凹字形状に加工して、シール台２に設けても良い。そして、該耐熱性樹脂２２等の上側面にガラステープ２３を設け、その上側面にヒータ線３を載置し、該ヒータ線３を覆うようにフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けても良い。

また、ヒータ線３の幅が狭い場合、溝１３の幅も狭くなり耐熱性樹脂２２が設け難くなるが、耐熱性樹脂２２を凹字形状に加工して設けることにより精度良く、容易に設けられる。

また、上記ヒータ線３を覆うようにフッ素樹脂あるいはシリコン等の耐熱シート２０等を設けることによりヒータ線３の腐食の発生を防止して寿命が長くなる。さらに、包装材料や包装袋などの接合物のシール強度を高めることができる。

上記シール台２に設ける耐熱シート２０等や耐熱性樹脂２２または耐熱性ゴム２１および積層構成等は包装材料や包装袋などの接合物の材質、厚さ、構成、シール幅等によって適宜選択される。

また、シール台２の溝に耐熱シート２０等や耐熱性樹脂２２またはガラスシート等を設ける際、溝１３の幅は耐熱シート２０等や耐熱性樹脂２２またはガラスシート等を設けた外側面の幅がヒート線を加熱し、膨張した幅と同じかまたは０．５ｍｍ以内で広いように設けられる。

また、溝１３の深さにおいても、耐熱シート２０等や耐熱性樹脂２２またはガラスシート等を設けた外側面までの深さがヒート線の厚みの１／２から２／３に設けられる。

本発明のインパルスシール装置は包装材料や包装袋などの接合物を安定した接着強度で、シール位置精度が良く、インパルスシールできるインパルスシール装置として優れていることはもとより、プラスチックフィルムないしシート、紙、合成紙等の断裁（溶断）等にも使用できる素晴らしい発明である。

本発明のインパルスシール装置の一実施例の正面の概略を示す概略図である。 本発明のインパルスシール装置の一実施例の平面の概略を示す概略図である。 本発明のインパルスシール装置の他の一実施例の正面の概略を示す概略図である。 本発明のインパルスシール装置の他の一実施例の平面の概略を示す概略図である。 図１のＡ−Ａ´線断面の一実施例を説明するための説明図である。 図１のＡ−Ａ´線断面の他の一実施例を説明するための説明図である。 図１のＡ−Ａ´線断面のまた他の一実施例を説明するための説明図である。 図１のＡ−Ａ´線断面のさらに他の一実施例を説明するための説明図である。

符号の説明

１…インパルスシール装置
２…シール台
３…ヒータ線
４…ヒータ線取り付ネジ
５…ヒータ線取り付軸
６…ナット
７…引張りバネ
８…ヒータ線引張り軸
９…ヒータ線引張り軸受
１０…加台
１１…加圧バー
１２…ネジ部
１３…溝
１４…ヒータ線取り付ネジ
１５…ボルト
１６…ヒータ線取り付軸部
１７…ヒータ線軸固定ネジ
１８…電線
２０…耐熱シート
２１…耐熱ゴム
２２…耐熱性樹脂
２３…ガラスシート

Claims (2)

1. インパルスシール機のヒート線が載置されるシール台を有するインパルスシール装置において、
   前記ヒートシール台の上側面の、ヒート線の下側に溝が設けられ、該溝にヒート線が載置さされていることを特徴とするインパルスシール装置。
2. 前記溝の深さがヒート線の厚みの１／２から２／３で幅がヒート線を加熱し、膨張した幅と同じかまたは０．５ｍｍ以内で広いことを特徴とする請求項１に記載のインパルスシール装置。

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