JP2547377B2 - プラスチック風船等の溶着、溶断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 プラスチックシートを電熱線で、溶着又は溶着兼溶断
する方法に関するもので、ポリエチレン等のショッピン
グバッグ、膨らまし玩具等にも用いることが出来るが、
特にアルミ蒸着ナイロン等による風船やそれに足等の突
起物を作ることが、型を含めて簡単に製作することが出
来る。

背景技術 従来ナイロン風船やポリエチレン等の膨らまし玩具
は、高周波加工が出来ないので、その形に合わせた銅や
アルミによる総型の熱板を作り、それを常時加熱しなが
ら、重ねたプラスチックシートにプレス機構で押圧して
溶着し、その溶着したシートを薄物を除いて、全く別に
用意した総型の刃物で切り出して製作していた。

しかしポリエチレン等の膨らまし玩具の素材は、二枚
重ねても、0.1〜0.3mmと薄い上に、刃先が均等に当らな
いと不良個所が発生するので、型は熱による歪みが出ず
らい鋳物を一々鋳って、削り出し、研摩しなければなら
なかった。特にアルミ蒸着ナイロン等による風船は、シ
ート素材がさらに半分以下と薄く、溶着温度も高いの
で、型に加えてプレス機構も精密でなければならず、刃
型も含めて非常に高価であった。

又簡便な製法としてはポリエチレン等の膨らまし玩具
には、ニクロム板を目的の形状に細い幅で切り抜いて作
った帯の上に、同じく細いニクロム線を溶接して固定し
たヒーターを用いて溶着、溶断する玉シールという方法
もあった。

しかし玉シールでは、ニクロム帯は大きな板から目的
の形状に、最初から最後まで同じ幅の細さに切り抜いて
製作しなければならないのでなかなか難しい上に、線材
と帯材は同一材質とは限らず膨張の違いでずれるので寿
命が短かった。さらにアルミ蒸着ナイロン等は溶断出来
なかったので風船製作には適さなかった。

さらに簡単な方法として、直線の細いニクロム線でプ
ラスチックシートを溶断することは多く行われていた
が、溶断された個所の溶着強度が出ないため、溶着目的
には使われなかった。

又ナイロン風船やポリエチレン等の膨らまし玩具は、
ビニール加工のようには後加工で本体から手足のような
突起物を継ぎ足すことが出来ないので、Ｗ型にガゼット
折りしたプラスチックシートを作り、内側に離型剤等を
塗布して、外側から熱型で押して製作してもいるが、シ
ートが本体は２枚、突起物は４枚と厚さが倍違うので、
その本体と突起物の境目のシールが弱く、型の加工温度
が難しかった。特にナイロン風船は４枚溶断出来るまで
に温度を高めると、一度溶けて固まったシール境界のナ
イロンが割れやすくなり、現在のところ製品化出来てい
ない。

発明の開示 平面状の型ヒーターとして、断面円形の抵抗線、即ち
ただのニクロム線を、目的の風船等の線型に折り曲げ、
粘着剤の付いたフッ素樹脂コーティングガラスクロス等
で被い固定したものを用い、被加工プラスチックシート
とシリコンゴム等の弾力平面体をそのヒーターに重ね、
プレス機構で押圧し、電源から通電し瞬間的に加熱、冷
却することにより、溶断とともに丈夫な溶着が出来る。

ただしその丸線は、被加工シートの厚さに応じた太さ
が必要で、さらに被加工シートはその型ヒーターと弾力
平面体との間に挟み、押圧しなければならない。そして
広い面積で充分に押圧するためには、型ヒーターの両側
に弾力平面体を配置するか、一面を線型に沿った細巾に
切り出し、線型の当りを強くする必要がある。

又１枚の型ヒーターに２以上の線型を収めることや、
型ヒーターを押圧板から独立させることも出来る。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の一例の簡単な斜視図で、第２図は第
１図のAA断面図、第３図は第１図の一部分の応用例の斜
視図、第４図は本発明の他の応用例の平面図、第５図は
同じく他の応用例の斜視図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は猫の顔の風船を２個同時に製作しようとする
本発明の溶着、溶断機１の簡単な斜視図で、第２図はそ
のAA断面図である。本体１は一部のみ図示するプレス機
構２に結合した押圧板３、３′とその中間に位置する平
面状の型ヒーター４とからなり、その上下の隙間に２枚
１組の猫の顔を印刷した内側にポリエチレンをラミネー
トした２組のアルミ蒸着ナイロン５、５′を差し込もう
としている。

その押圧板３、３′には5mm程のシリコンゴム６、
６′を貼り付けてある。又型ヒーター４は猫の顔の外郭
線に沿って折り曲げたニクロム線７を、粘着剤付きフッ
素樹脂コーティングガラスクロス８、８′で挟み、固定
している。そして図では省略しているが電源につながっ
ている。

アルミ蒸着ナイロン５、５′を挟み、圧縮し通電して
ニクロム線７を加熱すると、密着している２組のアルミ
蒸着ナイロン５、５′はそれぞれ重なったシート同志溶
着し、さらに溶断した。そして不要な部分を引っぱり離
し、未シールの部分に吹込口を差し込みシールすると、
丈夫な風船が出来上がった。

この装置の両方の押圧板からシリコンゴムを外し、堅
い金属板のままにすると一応溶着、溶断はするが、又逆
に溶断はしやすいのであるが、そのシール強度は弱く、
さらにばらつきも出て全く信頼性が無かった。さらに一
方の例えばシリコンゴム６′だけを残してみると、もっ
と小さな面積の場合は出来たが、この大きさでは余り良
い結果が出ない。そのため第３図のように押圧板３′の
シリコンゴム６′を猫の線型に沿った細巾９に切り出
し、型ヒーター４の当りを強くすると、型ヒーター４と
シリコンゴム６′に挟まれたアルミ蒸着ナイロン５′は
うまくいき、型ヒーター４とシリコンゴムの無い金属板
だけの押圧板３との間のアルミ蒸着ナイロン５はうまく
いかなかった。

これらのことと、型ヒーターの断面図から考えて、言
わば刃物となるヒーター線の半円にシートを出来るだけ
密着させることが必要で、そのために弾力平面体が必須
であるといえる。そしてこの実験に使用した普通程度の
プレス機構や押圧板、シリコンゴム等の平面度からすれ
ば、型ヒーターの大きさにもよるが、弾力平面体を両面
用意し、さらにその一面は線型に沿った細巾に切り出し
てあるのが密着度を最高にし、出来上がった風船等の溶
断線の溶着を信頼の高いものにしたと言える。

この弾力平面体は機能上、弾力性の他に耐熱性、非粘
着性も必要なので、シリコンゴムか、さらにフッ素樹脂
のシートを貼り付けたものが最適であるが、それに限る
ものではなく他のゴムでもよい。

又、ニクロム線の断面が円形で、溶断の刃物になると
いうことは、四分円が刃型となることなので、それに近
い勾配とさらに線材を折り曲げていくときに、ねじれて
も同じ勾配が出て来ればよいことから、円に近い多角形
であっても、効果は同じであると言える。通常そのよう
な線材は加工されないので、本発明では断面が円形であ
るとしたが、そのなかにはそのような多角形も含むもの
とする。

ニクロム線の線径は加工するシートの厚さにより上手
に選定する必要がある。実験では２枚合わせで0.05mm位
のアルミ蒸着ナイロンは0.5φ、0.1mm前後のポリエチレ
ンでは0.6φ、0.15mmでは0.8φ位が良かった。カバーの
ガラスクロスの厚みやガゼット折りの有無など条件を加
味しなければならないが、これらの値より細くなればな
るほどプレスの圧力をいくら上げても溶着はしても溶断
しなくなる。又太過ぎれば電力量がより必要になり、冷
却時間が余分に掛かるようになる。しかし溶着溶断には
当りが良くなり加工に余裕が出るので、多少は太めでも
良い。

ヒーターには、ニクロム線に限らず、通電して発熱す
る抵抗線であれば何でも用いることが出来る。そして曲
げて作った線型を維持するのに、先の例以外にも耐熱性
の接着剤や粘着材を用いて、薄く柔らかい耐熱絶縁シー
ト、例えば石英繊維やセラミック繊維で挟んで固定した
り、片側を押圧板上の弾力平面体にして固定してもよ
い。しかし溶けたポリエチレン等が付着するので表面に
はフッ素樹脂をコーティングするとか、フッ素樹脂フィ
ルムを挟む必要があるので、入手しやすい粘着剤の付い
たフッ素樹脂コーティングガラスクロスのみで行っても
良い。

本発明の型ヒーターは第４図の猫の顔の膨らむバッグ
のように、１つの型ヒーター４に外側の溶着溶断線10
と、内側の溶着線11といった複数の線型を同時に存在さ
せることも出来る。２線をごく近接させると、出来上が
ったシール線が互いに溶着し、その隙間からは充填した
空気が漏れない。当然各々の線型には、時に共用するか
もしれないが、専用の電源が必要である。その他作業能
率を上げるために同じ線型を２面付けすることも出来れ
ば、全く別な線型を混在させることも出来る。又点線13
は溶着線11のリード線で、発熱しては困る場合このよう
に低抵抗の例えば銅線を用いる。

さらに第５図のように、馬の風船14に四つ足15のよう
な突起物を作る場合など、型ヒーター４を粘着剤の付い
たフッ素樹脂コーティングガラスクロス８でサンドイッ
チ状に貼り付けて固定することにより押圧板から独立さ
せて、被加工シートのガゼット折り16のＷ型の内側に入
れて加熱することが出来る。被加工シートの厚さは２枚
ずつで、馬本体の型ヒーターの２枚と変わらず、熱を均
等に掛けることが出来、さらにＷ型の内側に離型剤を塗
布しなくても両側に四つ足15が仕上がる。

このことは又被加工シートのガゼット折り等が複数の
場合、型ヒーターも複数になる可能性を示している。間
に複数の弾力平面体を入れ、型ヒーターの凹凸の影響を
消せば何枚でも入る。

なお第５図の場合本発明の方法ばかりでなく熱板シー
ルの場合も含めて、馬の本体14と四つ足15の交わる点は
シール線が３本にもなり弱くなるので、図の合流部17の
ように、膨らました時に周辺部よりも凸になるようにシ
ール線を曲げて配置することが良い。それによって膨ら
ました時に周辺部から合流部17に掛かる張力が弱くなる
ので破れにくくなる。又この部分に同時に気体吹込口を
多少なりとも凸になるように設けてもよい。

産業上の利用可能性 本発明の型ヒーターは極めて簡単に製作出来、ただの
丸線のニクロム線等を目的の形状に折り曲げ、粘着剤の
付いたフッ素樹脂コーティングガラスクロス等で貼り付
けて固定するだけである。

又風船や玩具に最適で、シール幅が細く、インパルス
ヒートシールなので強度も充分有る。

加工法としても自由度が高く、同一の型ヒーターの中
に複数の線型を含ませたり、型ヒーターを押圧板から独
立させて、風船等に突起物を作る場合などのようにガゼ
ット折りの内側からの加熱も可能であるし、さらに型ヒ
ーターを複数にも出来る。

従って生産だけでなく試作もしやすく、種々の製品を
生み出して行きやすい。

省エネルギー的であり、ヒーターは細い抵抗線のみな
のですぐ加熱され、すぐ冷却し、インパルスヒートシー
ルには最適で、ヒーターの発熱量は被加工シートに吸収
され、電源も小さくて済む。

生産性も高く、通常インパルスヒートシールは熱板シ
ールに比して１ショット当り３〜４倍の時間が掛かる
が、本発明の場合同時に表裏２枚出来、さらに２面付け
でも簡単に出来るので、これだけで１ショット４個作
れ、何ら量産性に劣ることは無い。

生産設備も経済的で、主要なプレス機構も、押圧板の
内側にシリコンゴム等の弾力平面体が存在するので密着
しやすく、精度があまり要らず、広い型も使える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−205531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−76547（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−161029（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−262322（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−58098（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−50920（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−121522（ＪＰ，Ｕ) 特表 平２−502901（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工シートの厚さに応じた必要で充分な
   太さの、断面が円形又はそれらに類した形状の抵抗線
   （以下丸線と呼ぶ）を用い、その丸線を目的の線型に曲
   げ、粘着剤の付いたフッ素樹脂コーティングガラスクロ
   ス等の耐熱絶縁シートで押圧板上のシリコンゴム等の平
   面状のものに貼り付けて固定したものをヒーター（以下
   型ヒーターと呼ぶ）とし、少なくともその片側にシリコ
   ンゴム等の耐熱性ある弾力平面体を用意し、被加工シー
   トを上記型ヒーターと上記弾力平面体の間になるように
   挟みプレス機構で押圧し、上記型ヒーターに瞬間的に大
   電流を通電して加熱、断電して冷却することにより、被
   加工プラスチックシートを溶着又は溶着兼溶断する方
   法。
2. 【請求項２】被加工シートの厚さに応じた必要で充分な
   太さの、丸線を用い、その丸線を目的の線型に曲げ、粘
   着剤の付いたフッ素樹脂コーティングガラスクロス等の
   耐熱絶縁シートで両側からサンドイッチ状に挟んで固定
   したものを型ヒーターとし、少なくともその片側にシリ
   コンゴム等の耐熱性ある弾力平面体を用意し、被加工シ
   ートを上記型ヒーターと上記弾力平面体の間になるよう
   に挟みプレス機構で押圧し、上記型ヒーターに瞬間的に
   大電流を通電して加熱、断電して冷却することにより、
   被加工プラスチックシートを溶着又は溶着兼溶断する方
   法。
3. 【請求項３】３本以上のシール線が合わさる合流部は、
   膨らました時に、その周囲よりも鋭角の凸になるよう、
   シール線を配置することを特徴とする、プラスチックシ
   ートを溶着又は溶着兼溶断する方法。