JP3991217B2 - 柔軟性チューブの端部溶解装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化粧品、トイレタリー、医療品、工業用品等で使用される柔軟性チューブの開口端部を均一でムラなく溶着することができる柔軟性チューブの端部溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレン等の柔軟性材料にて形成された中空の筒状容器（以下、チューブと称する）は、一端にキャップを装着し、他端の開口部から内容物を充填した後に、この開口端部を溶着することで製品化されている。
【０００３】
このチューブの開口端部を溶着する方法として、従来では、図６及び図７に示すヒートシール加工が用いられている。この加工手段によるとチューブＰの開口端部Ｐ１をクランプ装置Ｑで固定し、一本から数本のヒーター１０を内蔵したブラケット２０を、クランプ装置Ｑに固定したチューブＰの開口端部Ｐ１に近づけヒーター１０の直熱で端部Ｐ１を溶解した後にエンドシール装置（図示せず）で溶解部分を圧着シールする加工方法である。
【０００４】
一方、ホットエアー方式と称する加工方法がある。この加工方法は、シール加工する端部の内側のみを溶解して圧着シールし、その後、開口端部を任意の形状にカットする加工方法である。
【０００５】
また、当発明者は先に、ヒートシール加工を利用した柔軟性絞り出しチューブの端部成型方法及び装置を発明している（特許文献１）。この特許文献１は、エンドシール装置を使用してシール端部を挟み込み押し潰す際に、雄型と雌型とからなる成形型の内部に、この溶けたシール端部を導入することで、両端部を任意のＲ形状に成形する方法である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０‐２３０９４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１によると、単層のチューブでは充分にシール加工することができる。ところが、多層のチューブでは材質の違いによって生じるウェーブ状の模様や上部の巻き込みが、シール表面に形成され易いといった課題が残されていた。
【０００８】
また、図６及び図７に示す従来のヒートシール加工方法には次のような課題があった。すなわち、溶着するチューブＰの端部Ｐ１を溶解する温度は、一般に３００℃程度が適当とされているが、この端部Ｐ１においてヒーター１０に近い部分とクランプ装置Ｑに近い部分とでは、大きな温度差が生じていた。このためヒーター１０に近い部分では、温度が３００℃以上に上昇し、材料から発熱に伴う泡が発生することもある一方で、クランプ装置Ｑに近い部分では、温度が３００℃までに達せず、溶解が充分に行なわれないことがある。
【０００９】
このような状態では開口端部Ｐ１を均一に溶着することができないことから、従来では、ヒーター１０の本数を増やしてチューブＰの開口端部Ｐ１を囲むように配置し、開口端部Ｐ１の周りから温度を下げたヒーター１０で時間をかけて除々に溶解する手段を採用している。
【００１０】
しかしながら、ヒーター１０の直熱で開口端部Ｐ１を熱しているので、開口端部Ｐ１内側の溶着部分の温度が充分な溶着温度になるまで高まると、表面が溶け出してウェーブ状の模様が表出するなど製品の見栄えを損なう虞がある。また、溶着部分の見栄えを良好にしようとすると、溶着部分の温度が下がり、充分な溶着が難しくなって、シール不良によるトラブルが発生しやすい状況にあった。
【００１１】
またチューブの材質には、一種類の材質で成形された単層構造の材質と、数種類の材質が積層された複層構造の材質とがある。ヒーターの直熱で溶着する場合単層構造の材質であっても溶着面と製品の表面とを均一に加熱することが難しいので、この材質が複層構造を成している場合は、一層困難にならざるを得ない。
【００１２】
一方、シール加工する端部の内側のみを溶解して圧着し、任意の形状にカットするホットエアー方式は、チューブの開口端部の内周面に熱風を当てる為、この熱がチューブに充填された製品に悪影響を与える虞がある。また、ホットエアー方式は、熱管理が難しく、開口端部の内周面全体を均一に加熱することが技術的に困難であることから、シール強度が安定しないという不都合があった。しかもランニングコストが掛かり過ぎるので、頻繁な型替えによる多品種少量生産には不向きとされている。
【００１３】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、チューブの開口端部を均一に加熱することができ、製品としての見栄えを損なうことなく確実な溶着が可能な柔軟性チューブの端部溶解装置の提供を目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、熱シールされる柔軟性チューブＰの開口端部Ｐ１を溶解する端部溶解装置において、仮クランプされた開口端部Ｐ１の上方に設置されるヒーターボックス１と、該ヒーターボックス１の内部に装着されたヒーター２と、該ヒーター２で加熱された熱風をヒーターボックス１から送風する送風装置３とを備え、柔軟性チューブＰの開口端部Ｐ１を挿入せしめるヒーターボックス１の開口部をヒーターボックス１の下端部に設け、該開口部の側面を内側に湾曲して送風口１Ａを形成し、この湾曲した内側面に沿って一対のヒーター２を装着し、ヒーター２の放射熱と送風口１Ａの湾曲した内側面に沿って送風される熱風とによりチューブ開口端部Ｐ１を溶着するように設け、送風装置は、ヒーターボックス１内にエアーを送風する送風機と、ヒーターボックス１内に送風されたエアーをヒーターボックス１の内側壁に沿わせる整流板３とを有し、該整流板３の表面に、エアーの方向を調整する調整羽根４を設けたことにある。
【００１５】
第２の手段は、ヒーターボックス１において、送風口１Ａの湾曲した内側面の端部近傍に、送風口１Ａの温度を検出する熱電対を着脱自在に装着する装着孔１Ｃを設けたことを課題解消の手段とする。
【００１６】
本発明によると、仮クランプされた柔軟性チューブＰの溶着される開口端部Ｐ１を、ヒーター２の放射熱と、送風装置で送風される熱風との相乗効果で効率良く均一に溶解するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
本発明装置は、ヒーターボックス１、ヒーター２、送風装置を主要の構成とする。
【００１９】
ヒーターボックス１は、仮クランプされた開口端部Ｐ１の上方に設置されるもので、内部にヒーター２を装着し、送風装置３からの送風でヒーターボックス１下端部に設けた送風口１Ａから熱風を送風する（図３参照）。図示のヒーターボックス１は、開口端部Ｐ１に被着する扁平な箱体状を成す（図１参照）。該箱体の下部に設けた開口部の長手側面を内側に湾曲して送風口１Ａを形成している（図３参照）。そして、この送風口１Ａの先端部から送風する熱風をチューブ開口端部Ｐ１の溶着部に集中するように設けてある（図４参照）。
【００２０】
ヒーター２は、前記ヒーターボックス１の内部に装着されている（図３参照）。このヒーター２は、ヒーターボックス１の送風口１Ａに形成された湾曲面に沿って一対装着している。使用するヒーター２のタイプとしては、コイルヒーター、シーズヒーター等に限定されない。図示例では、送風口１Ａ近傍に形成された内側面１Ｂの湾曲面と、略円筒状を成したヒーター２の外側面との間に一定の隙間が明くように配している。このようにヒーター２を配することで、送風口１Ａの内側面に沿って送風されたエアーが、この隙間を通過したときに、効率良く加熱される。したがって、ヒーター２の温度が比較的低温でも送風口１Ａから送風する温度を高めることができる。
【００２１】
送風装置は、送風機（図示せず）、整流板３、調整羽根４にて構成する。送風機は、ヒーターボックス１内にエアーを送風し、整流板３は、ヒーターボックス１内に送風されたエアーをヒーターボックス１の内側壁１Ｂに沿わせる働きをする（図３参照）。ヒーターボックス１の内部に送風されたエアーは、ヒーター２によって加熱され、熱風となって送風口１Ａから送風される。このとき熱風は、ヒーターボックス１の内側面に沿って湾曲した送風口１Ａからチューブ開口端部Ｐ１の溶着部側面に略水平に集中するように設けてある（図４参照）。こうすることで開口端部Ｐ１に当った熱風の一部は、開口端部Ｐ１を伝って上方の送風口１Ａ中央部に向けて戻され、再びヒーター２に隣接する湾曲面に沿って循環されるのでチューブ開口端部Ｐ１の溶着部側面を極めて効率良く加熱することができる。
【００２２】
整流板３は、風上から順に、整流部３Ａ、通過部３Ｂ、反射部３Ｃの三つの構成からなる（図３参照）。整流部３Ａは、送風機からヒーターボックス１内に送風されたエアーを整流してヒーターボックス１の内側面１Ｂ側に集める部分で、断面略三角形状を成す部分である。通過部３Ｂは、整流部３Ａから流れてきたエアーをヒーターボックス１の内側面１Ｂに沿って送り出す部分となり、該内側面１Ｂと略平行に設けられている。反射部３Ｃは、整流板３の最下部に位置してヒーター２の上部に略水平に配置されている。この反射部３Ｃは、送風口１Ａから送風された熱風が、開口端部Ｐ１を伝って再び上方の送風口１Ａ中央部に向けて送り返されたときに、この熱風をヒーターボックス１の内側面１Ｂに導く作用がある（図４参照）。また、図示の反射部３Ｃは、均等に分散できるように、中央部分から左右に僅かなテーパーを設けている。このように送風口１Ａから送風する熱風を、送風口１Ａの内部に循環させることでヒーター２の放射熱による製品への悪影響を防止しながら開口端部Ｐ１を均一に溶解することが可能になる。
【００２３】
調整羽根４は、整流板３の表面に、エアーの方向を更に調整するように設けたものである（図２参照）。図示の調整羽根４は、整流板３の両面にそれぞれ１対づつ略ハの字形状に配している。この調整羽根４によると、整流板３表面のエアーをより均一に整流するようにしている。この調整羽根４の数や形状は図示例に限られるものではなく、また、調整羽根４を固定式又は可動式にする選択も可能である。
【００２４】
整流板３の上部に装着された連結筒体５は、ヒーターボックス１の上部に送風されたエアーを整流板３に近付けている（図２参照）。図示の連結筒体５はヒーターボックス１の上部に連結されている送風筒体Ｒに着脱自在に連結することで、連結筒体５の長さを自由に選択できるように構成している。この連結筒体５によると、ヒーターボックス１内部に送風されるエアーの乱れを防止する効果があり調整羽根４と組み合わせることで、エアーの方向を的確にコントロールすることが可能になる。
【００２５】
符号１Ｃは、熱電対（図示せず）を着脱自在に装着する装着孔を示している（図３参照）。この装着孔１Ｃは、送風口１Ａの湾曲した内側面１Ｂの端部近傍に略棒状の熱電対を挿入できるようにしたもので、装着孔１Ｃに装着した熱電対によって、送風口１Ａの温度を検出し、常に最適な温度に調整することができる。図示の装着孔１Ｃは、送風口１Ａの先端部に１対開穿し、装着孔１Ｃを選択できるようにしている。
【００２６】
本発明装置の使用方法は、次のとおりである。すなわち、仮クランプされた開口端部Ｐ１の上方にヒーターボックス１を設置する。所定時間加熱して溶解後、溶解された開口端部Ｐ１を圧着して溶着する。この溶解工程は、図５に示すように連続しておこなわれる。また、圧着工程は従来のヒートシール加工として一般的な工程であり、エンドシール装置（図示せず）で挟み込んで押し潰す作業になる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上述の如く構成したことにより、当初の目的を達成した。
【００２８】
すなわち、柔軟性チューブＰの開口端部Ｐ１を挿入せしめるヒーターボックス１の開口部をヒーターボックス１の下端部に設け、該開口部の側縁を内側に湾曲して送風口１Ａを形成し、この湾曲した内側面に沿って一対のヒーター２を装着し、ヒーター２の放射熱と送風口１Ａの湾曲した内側面に沿って送風される熱風とによりチューブ開口端部Ｐ１を溶着するように設けたことにより、ヒーター２の放射熱と、送風装置で送風される熱風との相乗効果で開口端部Ｐ１を効率良く均一に溶解することができる。この結果、単層チューブと多層チューブとに拘らず、ウェーブ状の模様が表出するなどの製品としての見栄えを損なうことなく確実な溶着が可能になった。
【００２９】
更に、送風装置は、ヒーターボックス１内にエアーを送風する送風機と、ヒーターボックス１内に送風されたエアーをヒーターボックス１の内側壁に沿わせる整流板３とを有し、該整流板３の表面に、エアーの方向を調整する調整羽根４を設けているので、エアーを均一に調整して柔軟性チューブＰの開口端部Ｐ１を効率良く加熱することができる。
【００３０】
また、ヒーターボックス１において、送風口１Ａの湾曲した内側面の端部近傍に、送風口１Ａの温度を検出する熱電対を着脱自在に装着する装着孔１Ｃを設けていることから、この装着孔１Ｃに熱電対を装着することで常に送風口１Ａの温度を適温に調整することが可能になる。
【００３１】
このように本発明によると、単層チューブと多層チューブとに拘らずに、チューブの開口端部を均一に加熱することができ、製品としての見栄えを損なうことなく確実な溶着が可能になるといった有益な種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のヒーターボックスを示す斜視図。
【図２】 本発明ヒーターボックスの正断面図。
【図３】 本発明の側断面図。
【図４】 本発明のヒーターと整流板と送風口との関係を示す要部断面図。
【図５】 本発明溶解装置で柔軟性チューブの開口端部を順次溶解する状態を示す概略平面図。
【図６】 従来の溶解装置で柔軟性チューブの開口端部を加熱する状態を示す側断面図。
【図７】 従来の溶解装置の正面図。
【符号の説明】
Ｐ 柔軟性チューブ Ｐ１ 開口端部
Ｑ クランプ装置
Ｒ 送風筒体
１ ヒーターボックス １Ａ 送風口
１Ｂ 内側面
１Ｃ 装着孔
２ ヒーター ２Ａ 導線
３ 整流板 ３Ａ 整流部
３Ｂ 通過部
３Ｃ 反射部
４ 調整羽根
５ 連結筒体
１０ ヒーター
２０ ブラケット

Claims (2)

  1. 熱シールされる柔軟性チューブの開口端部を溶解する端部溶解装置において、仮クランプされた開口端部の上方に設置されるヒーターボックスと、該ヒーターボックスの内部に装着されたヒーターと、該ヒーターで加熱された熱風をヒーターボックスから送風する送風装置とを備え、柔軟性チューブの開口端部を挿入せしめるヒーターボックスの開口部をヒーターボックスの下端部に設け、該開口部の側面を内側に湾曲して送風口を形成し、この湾曲した内側面に沿って一対のヒーターを装着し、ヒーターの放射熱と送風口の湾曲した内側面に沿って送風される熱風とによりチューブ開口端部を溶着するように設け、送風装置は、ヒーターボックス内にエアーを送風する送風機と、ヒーターボックス内に送風されたエアーをヒーターボックスの内側壁に沿わせる整流板とを有し、該整流板の表面に、エアーの方向を調整する調整羽根を設けたことを特徴とする柔軟性チューブの端部溶解装置。
  2. 前記ヒーターボックスにおいて、送風口の湾曲した内側面の端部近傍に、送風口の温度を検出する熱電対を着脱自在に装着する装着孔を設けた請求項１記載の柔軟性チューブの端部溶解装置。
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