JP2011140335A - 熱可塑性テープの溶着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒーターを利用してテープ溶融部分の冷却速度を速め、部品点数を増やすことなく、自動梱包機の梱包サイクルを短縮化することができる熱可塑性テープの溶着方法を提供する。
【解決手段】溶着開始の信号で、ヒーター９に加熱電流を流してテープｂの溶融に必要な温度にまで昇温させ、この昇温したヒーター９でテープｂの重ね合わせた部分を加熱、加圧することで溶融させ、テープｂの重なり部分が溶融すると、加圧を維持したままヒーター９に対する加熱電流の遮断もしくは予熱電流に切り換え、ヒーター９の温度を低下させることにより、テープｂの溶融部分を冷却して凝固速度を速める。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱可塑性を有する結束用のテープに対し、このテープの重ね合わせた部分を溶着する方法、更に詳しくは、被梱包物に周回したテープの重ね合わせた両端をヒーターによる加熱、加圧によって溶着することで被梱包物を結束する自動梱包機において、テープの溶着に要する時間の短縮を図ることができるようにした熱可塑性テープの溶着方法に関する。

被梱包物を熱可塑性のテープで巻き締めるための梱包作業を自動的に行うため、被梱包物に巻回したテープを引き締めてその両端を重ね合わせ、このテープの両端重なり面を溶融させて溶着するようにした自動梱包機が用いられている。

上記した自動梱包機において、熱可塑性テープの重ね合わせた両端を溶着する方法の一つとして、ヒーターによる加熱溶着方式が採用されており、テープ両端の上下に重ねた部分を板状のヒーターで加熱、加圧して溶融させ、この溶融部分の温度低下による凝固によって溶着するものである。

従来の自動梱包機におけるヒーターの加熱方式は、梱包開始時に梱包機の電源をオンにすると、ヒーターに通電となってテープの溶融に必要な温度にまで昇温させ、この通電状態を常時維持するようにしており、テープ溶着工程時にヒーターでテープの重なり部分を加熱、加圧することで溶融させ、一定時間の加熱、加圧後にヒーターを後退動させて加熱、加圧を終了し、テープの溶融部分を自然冷却により冷やすことにより、テープの溶融した組織を凝固させることで溶着するものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４５４７１号公報

ところで、従来のヒーターを用いた熱可塑性テープの溶着方法は、テープの溶融部分を自然冷却により凝固させるようにしているため、溶融後の冷却速度が遅いテープにおいては、溶融部分の凝固までに時間がかかることになり、この凝固時間によって自動梱包機の梱包サイクルが長くなるという問題がある。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決するため、ヒーターを利用してテープ溶融部分の冷却速度を速め、部品点数を増やすことなく、自動梱包機の梱包サイクルを短縮化することができる熱可塑性テープの溶着方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、通電により熱可塑性テープの溶融に必要な温度にまで昇温させたヒーターとシールプレートで、テープの重ね合わせた部分を挟んで加熱、加圧することで、テープの重なり部分を溶融させて溶着する熱可塑性テープの溶着方法であり、溶着開始前に、ヒーターを予熱電流の供給によってテープの溶融に必要な温度よりも低い予熱温度にしておき、溶着開始の信号で、ヒーターに加熱電流を流してテープの溶融に必要な温度にまで昇温させ、この昇温したヒーターでテープの重ね合わせた部分を加熱、加圧することで溶融させ、テープの重なり部分が溶融すると、加圧を維持したままヒーターに対する加熱電流の遮断もしくは予熱電流に切り換え、ヒーターの温度を低下させることにより、テープの溶融部分を冷却して凝固速度を速めるようにするものである。

上記溶着開始前に、電源をオンすることで、ヒーターに一定時間加熱電流を流した後予熱電流に切り換え、ヒーターを予熱温度にまで速やかに昇温させるようにすることができる。

上記ヒーターは、熱可塑性テープで被梱包物を巻き締めて結束する梱包機に用いるものであり、このヒーターはシールプレートの下部に昇降動するよう配置され、梱包機で被梱包物を巻き締めた状態で上昇動し、シールプレートとでテープの重ね合わせた部分を挟んで加熱、加圧することにより、テープの重なり部分を溶融させて溶着するようになっているようにすることができる。

ここで、上記ヒーターは、通電によって昇温する金属板を用い、自動梱包機における加圧器の上端部に取付けられ、テープの溶着時に加圧器が上昇することで、ヒーターはシールプレートとでテープの重ね合わせた部分を挟み、テープが溶融すると、このヒーターによる加圧を保ったままで、ヒーターへの通電を切るか予熱電流に切り換えるものである。

この発明によると、熱可塑性テープの重なり部分を加熱、加圧して溶着させるヒーターに対して、テープが溶融すると、このヒーターによる加圧を保ったままで、ヒーターへの通電を切るか予熱電流に切り換えるようにしたので、ヒーターへの加熱電流を遮断した場合、放熱性のある金属材料で形成されているヒーターは、放熱によって急速に温度が低下し、テープの溶融部分の熱を吸収することで冷却速度を速め、凝固時間を短縮することができる。

また、ヒーターに対する電流を予熱電流に切り換えた場合、ヒーターはテープの溶融に必要な温度に達することができない温度となり、この予熱温度はテープの溶融部分よりも低い温度となり、テープの溶融部分の熱がヒーターに奪われることにより冷却速度を速め、凝固時間を短縮することができる。

このように、テープ溶融部分の凝固時間を短縮することにより、自動梱包機の凝固待ち時間を短くでき、部品点数を増やすことなく、コストダウンを図りながら、自動梱包機の梱包サイクルを短縮化することができる

また、ヒーターへの通電を切るか予熱電流に切り換えるようにしたので、テープを溶融するのに可能な温度に常時通電する場合に比べて、省エネルギー化を図ることができる。

この発明の熱可塑性テープの溶着方法を採用する自動梱包機を示す、結束開始前の状態を示す一部縦断正面図 （ａ）は自動梱包機におけるテープ溶着機構の構造を拡大して示し、結束開始前の待機状態の一部切り欠き正面図、（ｂ）はテープの引き戻し状態の一部切り欠き正面図 （ｃ）はテープ重なり部分をクランプした状態の一部切り欠き正面図、（ｄ）はテープの加熱加圧状態の一部切り欠き正面図 自動梱包機におけるテープ結束工程とヒーターに対する電流の制御の関係を示す説明図

以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１は、この発明の熱可塑性テープの溶着方法を採用する自動梱包機を示し、被梱包物ａを載置するテーブル１の上にシールプレート２を前後動するように配置し、前記テーブル１の上部にシールプレート２の部分で切り離したテープ誘導用のアーチ３を立設し、前記テーブル１内で前進位置にあるシールプレート２の下部に、第１クランプ４と加圧器５、第２クランプ６を並べて設け、これらを、モータ７で駆動されるカム軸８の回転で、タイミングを合わせて上下動させるようになっている。

図示の場合、自動梱包機は、テーブル１上のアーチ３を含めて全体を本体ケース１ａで覆い、アーチ３を挟む前後に被梱包物ａを出し入れするための開口１ｂを設けた例を示している。

上記加圧器５の上端部に板状のヒーター９を取付けると共に、前記アーチ３の入り側端部の外方延長位置に、正逆回転するフィードローラ１０と、このフィードローラ１０とでテープｂを挟み、フィードローラ１０の正転時にテープｂをアーチ３に送り込むピンチローラ１１と、前記フィードローラ１０とでテープｂを挟み、フィードローラ１０の逆転時にテープｂを引き戻し、アーチ３からテープｂを離脱させて被梱包物ａの外周を巻き締めるテンションローラ１２が配置されている。

図４は、自動梱包機におけるテープ結束工程とヒーター９に対する電流の制御の関係を示し、自動梱包機の電源オンにより、ヒーター９に対する通電は、一定時間だけ加熱電流を流してこのヒーター９を予熱電流温度にまで速やかに昇温させたのち、予熱電流に切換える。

上記加熱電流は、ヒーター９をテープｂの溶融に必要な温度にまで昇温させる値の電流であり、また、予熱電流は、ヒーター９をテープｂの溶融に必要な温度よりも低い予熱温度にする値の電流である。

上記のように、電源オンによってヒーター９に加熱電流を流したあと予熱電流に切換えることにより、ヒーターを速やかに予熱温度にまで昇温させることができる。

結束開始スイッチをオンすると、ヒーター９に加熱電流が流れ、ヒーター９をテープｂの溶融に必要な温度に加熱し、この状態でヒーター９はテープｂの重なり部分に対する加熱、加圧を行ない、テープｂの重なり部分を溶融させると、この加圧状態を維持したまま、ヒーター９に対して加熱電流を遮断するか、予熱電流に切換えることにより、ヒーター９がテープｂの溶融部分を加圧冷却し、テープの溶融部分を凝固させる。

ヒーター９への加熱電流を遮断した場合、放熱性のある金属材料で形成されているヒーター９は、放熱によって急速に温度が低下し、テープｂの溶融部分の熱をヒーター９に吸収することで冷却速度を速め、凝固時間を短縮することができる。

また、ヒーター９に対する電流を予熱電流に切り換えた場合、ヒーター９はテープｂの溶融に必要な温度に達することができない温度となり、この予熱温度はテープｂの溶融部分よりも低い温度となり、テープｂの溶融部分の熱がヒーター９に奪われることにより冷却速度を速め、凝固時間を短縮することができる。

テープｂの溶融部分が凝固すると結束完了となり、ヒーター９に予熱電流を流して予熱温度にすることで、次の結束に備えるものである。

次に、この発明の熱可塑性テープの溶着方法を用いた自動梱包機の結束工程を説明する。

自動梱包機の結束開始前の待機状態は、図１と図２（ａ）のように、前進位置にあるシールプレート２に対して、第１クランプ４と加圧器５、第２クランプ６が下降位置にあり、正転したフィードローラ１０とピンチローラ１１で送り込まれたテープｂは、中間ガイド１３と第１クランプ４の上端に設けた通孔１４を通ってアーチ３に入り側端部から進入し、アーチ３の全長にわたって装填された後、その先端が出側の端部からシールプレート２の下に出てスイッチ１５に当接した状態でフィードローラ１０が停止している。
上記のような待機状態で、電源オンにすると、ヒーター９に対する通電は、一定時間だけ加熱電流を流してこのヒーター９を予熱電流温度にまで速やかに昇温させたのち、予熱電流に切換え、ヒーター９を予熱温度に加熱する。

図１のように、テーブル１の上に被梱包物ａを載置して結束開始スイッチをオンすると、モータ７によるカム軸８の回転で、第１クランプ４が上昇し、図２（ｂ）のように、シールプレート２とでテープｂの先端側途中をクランプし、カム軸８が一旦停止すると、フィードローラ１０の逆転によりテープｂを引き戻すことで、アーチ３から離脱させたテープｂで被梱包物ａの外周を巻き締め、テープｂが被梱包物ａに巻き付いた信号でカム軸８は再び回転すると共に、フィードローラ１０を停止させる。

カム軸８の回転で、第２クランプ６が上昇し、図３（ｃ）のように、シールプレート２とでテープｂの先端と引き戻した途中とを同時にクランプし、被梱包物ａを巻き締めたテープｂが緩まないようにし、続いて加圧器５が上昇し、図３（ｄ）のように、この上昇途中において、加圧器５の上端で第１クランプ４側のコーナー刃先５ａと、第１クランプ４に設けた通孔１４の上端縁刃先４ａとで引き戻したテープｂの途中を切断し、前記加圧器５の上端に設けたヒーター９は、切断側のテープｂを押し上げ、テープｂの両端を重ね合わせてシールプレート２とで挟み、テープｂの上下重なり部分を加熱、加圧することにより、溶融工程から加圧工程へと移行する。

上記ヒーター９は、図４のように、加熱電流が流れることでテープｂの溶融可能な温度に達しており、重なり合ったテープｂの両端をシールプレート２とで加圧し、テープｂの重なり合った部分を溶融させる。

所定時間の加熱、加圧後に、ヒーター９への加熱電流を遮断するか、予熱電流に切り換えて加圧工程を継続する。

ヒーター９は、加熱電流の遮断により速やかに温度が低下し、ヒーター９の熱が放散されることで、テープｂの溶融部分の熱がヒーター９に吸収されることになり、従って、テープｂの溶融部分に対する加圧冷却となり、テープｂの溶融部分の組織は凝固速度を速めることになる。

このように、テープｂの重なり合った部分を溶融させた後、ヒーター９での加圧工程を継続しながら、ヒーター９への加熱電流を遮断すると、放熱性のある金属材料で形成されているヒーター９は、放熱によって急速に温度が低下し、テープｂの溶融部分の熱を吸収することで冷却速度を速め、テープｂの溶融部分を自然冷却させて凝固させる場合に比べ、凝固時間を短縮することができる。

また、テープｂの重なり合った部分を溶融させた後、ヒーター９での加圧工程を継続しながら、ヒーター９に対する電流を予熱電流に切り換えた場合、ヒーター９はテープｂの溶融に必要な温度に達することができない温度となり、この予熱温度はテープｂの溶融部分よりも低い温度となり、テープｂの溶融部分の熱がヒーター９に奪われることにより冷却速度を速め、テープｂの溶融部分を自然冷却させて凝固させる場合に比べ、凝固時間を短縮することができる。

上記のように、ヒーター９での加圧工程を継続しながら、ヒーター９に対する加熱電流の遮断又は予熱電流への切り換えによって、テープｂの溶融部分の冷却速度を速めて凝固時間を短縮し、予め設定した時間が経過するとヒーター９での加圧工程が終了し、第１クランプ４と加圧器５、第２クランプ６が下降位置に戻り、シールプレート２が後退動して被梱包物ａとテープｂの間から抜けたのち前進位置に戻り、結束完了となってカム軸８は停止する。

上記した加圧工程が終了すると、ヒーター９には予熱電流を流し、ヒーター９を予熱状態にしておくと共に、次の結束工程に備え、フィードローラ１０は正転してアーチ３内にテープｂを送り込み、テープｂの先端がスイッチ１５に当接することで停止し、図１の待機状態に戻ることになる。

１ テーブル
２ シールプレート
３ アーチ
４ 第１クランプ
５ 加圧器
６ 第２クランプ
７ モータ
８ カム軸
９ ヒーター
１０ フィードローラ
１１ ピンチローラ
１２ テンションローラ
１３ 中間ガイド
１４ 通孔
１５ スイッチ

Claims (3)

1. 通電により熱可塑性テープの溶融に必要な温度にまで昇温させたヒーターとシールプレートで、テープの重ね合わせた部分を挟んで加熱、加圧することで、テープの重なり部分を溶融させて溶着する熱可塑性テープの溶着方法であり、
   溶着開始前に、ヒーターを予熱電流の供給によってテープの溶融に必要な温度よりも低い予熱温度にしておき、
   溶着開始の信号で、ヒーターに加熱電流を流してテープの溶融に必要な温度にまで昇温させ、この昇温したヒーターでテープの重ね合わせた部分を加熱、加圧することで溶融させ、テープの重なり部分が溶融すると、加圧を維持したままヒーターに対する加熱電流の遮断もしくは予熱電流に切り換え、ヒーターの温度を低下させることにより、テープの溶融部分を冷却して凝固速度を速めるようにすることを特徴とする熱可塑性テープの溶着方法。
2. 上記溶着開始前に、電源をオンすることで、ヒーターに一定時間加熱電流を流した後予熱電流に切り換え、ヒーターを予熱温度にまで速やかに昇温させるようにすることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性テープの溶着方法。
3. 上記ヒーターは、熱可塑性テープで被梱包物を巻き締めて結束する梱包機に用いるものであり、このヒーターはシールプレートの下部に昇降動するよう配置され、梱包機で被梱包物を巻き締めた状態で上昇動し、シールプレートとでテープの重ね合わせた部分を挟んで加熱、加圧することにより、テープの重なり部分を溶融させて溶着するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性テープの溶着方法。

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