JPH03231831A - Method and apparatus for ultrasonic sealing of film made of synthetic resin - Google Patents

Method and apparatus for ultrasonic sealing of film made of synthetic resin

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JPH03231831A
JPH03231831A JP2166705A JP16670590A JPH03231831A JP H03231831 A JPH03231831 A JP H03231831A JP 2166705 A JP2166705 A JP 2166705A JP 16670590 A JP16670590 A JP 16670590A JP H03231831 A JPH03231831 A JP H03231831A
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JP
Japan
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sealing
anvil
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welding
ultrasonic
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JP2166705A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Okada
岡田 伸吾
Shoji Onishi
大西 章次
Akira Igarashi
晃 五十嵐
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Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
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Publication date
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    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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Abstract

PURPOSE:To carry out sealing completely even in the case where the sealing of a film tube whose contents include an oily substance is intended, by providing an ultrasonic wave horn and/or a heating means for heating an anvil. CONSTITUTION:A tube into which contents are injected is sent downward in the state of being held and pressed by holding/pressing rollers 23, and a flattened part 2'B which contains no contents is formed. Under such a condition, a sealing device 24 works on the flattened part 2'B to complete sealing. In this case, the flattened part 2'B is held and pressed by an ultrasonic wave horn 24A and an anvil 24B having a heating source and is applied with an ultrasonic wave and heated as well to be sealed at this place. This sealing portion is formed into a linear shape by four protruding lines provided on the anvil 24B. However, the residue of the contents in the flattened part 2'B is eliminated from the sealing portion in the linear shape by the ultrasonic wave, and the inner surface of the film tube are directly contacted with each other, thereupon the ultrasonic sealing can be carried out. In this case, since the sealing portion is heated through its outer surface that contacts with the anvil 24B, the sealing operation can be promoted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合成樹脂のフィルムの重畳部を超音波溶着す
る方法及び装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for ultrasonically welding overlapping parts of synthetic resin films.

〔従来の技術] 合成樹脂製のフィルム同士を複数枚重ね合わせて形成さ
れた重畳部を溶着する装置としては、従来、重畳部を加
熱体で挟圧する熱溶着による形式のもの、あるいは超音
波ホーンとアンビルで挟圧しながら超音波を印加して溶
着せしめる形式のものが広く知られている。
[Prior Art] Conventionally, devices for welding the overlapping portion formed by overlapping a plurality of synthetic resin films include a thermal welding type in which the overlapping portion is compressed with a heating element, or an ultrasonic horn. A widely known type of welding is performed by applying ultrasonic waves while applying pressure with an anvil.

(発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、かかる従来装置にあって上述のごとくの
溶着装置を採用した場合、加熱体によるものでは、フィ
ルムを外部から加熱して重畳部におけるフィルム内面の
溶着層にまで熱伝達し、該溶着層の温度をその融点以上
にせねばならないので、短時間で溶着するためには、フ
ィルム外面は上記溶着層の融点温度以上とせねばならず
、加圧を受けている加熱体の溶着エツジ部分にて、大幅
に軟化しているフィルムが破損したり、あるいはフィル
ムが加熱体に付着してしまうという問題がある。したが
って、溶着強度が多少不十分でも、フィルムが破損した
り付着しない程度の温度に留めねばならない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the above-mentioned welding device is adopted in such a conventional device, the heating element heats the film from the outside and applies heat to the welding layer on the inner surface of the film at the overlapped portion. Therefore, in order to weld in a short time, the outer surface of the film must be at a temperature higher than the melting point of the welding layer, and the temperature of the welding layer must be higher than the melting point of the welding layer. There is a problem that the film, which has softened significantly at the welding edge of the body, may be damaged, or the film may adhere to the heating element.Therefore, even if the welding strength is somewhat insufficient, the film may be damaged. The temperature must be kept at a level that will not cause it to stick.

また、超音波溶着にあっては、エネルギはフィルム内面
の溶着層に直接供給されるために、フィルム外面が過昇
温されず上記加熱体による溶着の場合のごとくの問題は
ない。しかし、超音波振動子は市販のものを使用する関
係で、通常、周波数は固定されており、溶着強度を上げ
るには振幅を大きくするか、あるいは印加時間を長くす
ることとなる。しかし、振幅をあまり大きくすると、フ
ィルムに孔等の損傷が生ずる虞れがあり、溶着がシール
を目的とする場合には好ましくなく、したかってシール
強度に限界があり、また、印加時間を長くすると装置の
稼動効率の低下という問題をもたらし、いづれにしても
、積極的解決策とはならない。
Furthermore, in ultrasonic welding, since energy is directly supplied to the welding layer on the inner surface of the film, the outer surface of the film is not heated excessively, and there is no problem as in the case of welding using a heating element. However, since a commercially available ultrasonic vibrator is used, the frequency is usually fixed, and in order to increase the welding strength, the amplitude must be increased or the application time must be lengthened. However, if the amplitude is too large, there is a risk of damage such as holes in the film, which is not desirable when the purpose of welding is sealing, and therefore there is a limit to the sealing strength. This brings about the problem of reduced operating efficiency of the device, and is not a positive solution in any case.

フィルムの溶着において特に過酷な条件となるのは、溶
着がシールの目的であって、帯状フィルムの両側縁部を
フィルムの同一面同士が合うように合掌状態に重ね合わ
せて形成されたチューブ状フィルム内に内容物を充填し
た後に、局部的に挟圧して内容物不在の偏平部を形成し
、該偏平部を横シールする自動充填装置の場合である。
Particularly harsh conditions are encountered when welding films, as the purpose of welding is for sealing, and tube-shaped films are formed by stacking the opposite edges of a band-shaped film in a position where the same sides of the film meet. This is the case of an automatic filling device that, after filling the container with the contents, locally applies pressure to form a flat portion without the contents, and laterally seals the flat portion.

この従来の自動充填包装装置にあっては、チューブは外
部に帯状にはみ出したフィルム縁片を有しているので、
偏平部を形成する際、チューブの幅方向においてその厚
みが上記縁片部分と他部分とで異なってくるため、シー
ルについての問題は既述の点に加えさらに大きくなって
いる。すなわち、フィルムは縁片部分では四枚に、そし
て他部分では二枚となる。これは、チューブが両側にて
折込み襞を有するガセット形態をとった場合も同様で、
特にこの場合は、上記他部分に対し厚みの異なる箇所が
上記縁片部分を含め三箇所となる。かかるチューブを挟
圧して内容物が存在しない偏平部を形成しても、フィル
ムが二枚の部分には内容物が少量ではあるが吸引されて
再び戻ってきてそのまま残存してしまい、そのためにシ
ールが完全になされずシール強度の低下、またシール部
分の外観の悪化、さらには切断された際にチューブの切
り口に内容物が残存するために例えば内容物が食品の場
合には該切り口での腐敗という問題点をもたらしている
In this conventional automatic filling and packaging device, the tube has a film edge piece that protrudes outward in the form of a band.
When forming the flat portion, the thickness of the flat portion differs between the edge portion and the other portions in the width direction of the tube, so that the problem with sealing becomes even greater in addition to the above-mentioned problem. In other words, there are four films on the edge and two films on the other parts. This also applies when the tube is in the form of a gusset with folds on both sides.
Particularly in this case, there are three parts including the edge piece part that have different thicknesses from the other parts. Even if such a tube is compressed to form a flat part where no contents exist, a small amount of the contents will be sucked into the area between the two films and return again, remaining there. If the tube is not completely sealed, the seal strength will decrease, the appearance of the sealed part will deteriorate, and furthermore, the contents will remain at the cut end of the tube when it is cut, resulting in spoilage at the cut end if the contents are food. This brings about the problem.

また、上記のごとくのシールの一つの解決手法として超
音波シールを採用した場合、シール幅(チューブの長手
方向の領域の長さ)を大きくしてはどうかという考えが
ある。この超音波シールは、上記偏平部の隙間に残留、
あるいは毛細管現象で進入する内容物を超音波で排除し
つつシールするという利点がある。しかし、シールを完
全にする目的で上記切断部分を含めその前後の広い領域
で一様にシールしようとすると、限られたエネルギは広
い領域に分散してしまい、単位面積当たりのエネルギが
低下してシール不良となってしまうのに加え、排除され
るべき上記内容物が上記領域の中で移動するだけで、上
記目的を達成できない。特に、内容物が油分を含んでい
る場合、この問題は顕著である。
Furthermore, when ultrasonic sealing is employed as a solution to the sealing described above, there is an idea of increasing the sealing width (the length of the region in the longitudinal direction of the tube). This ultrasonic seal remains in the gap between the flat parts,
Alternatively, it has the advantage of sealing while eliminating the contents that enter through capillary action using ultrasonic waves. However, if you try to uniformly seal a wide area before and after the cut part with the aim of achieving a perfect seal, the limited energy will be dispersed over a wide area and the energy per unit area will decrease. In addition to the sealing failure, the contents to be excluded simply move within the area, and the objective cannot be achieved. This problem is particularly noticeable when the contents contain oil.

本発明は、この種の装置において上述した従来装置の有
していた問題点を解決し、超音波溶着を用いて、内容物
が油分を含んでいるようなフィルムのシールを目的とす
る場合であっても完全なシールを行える超音波溶着方法
及びその装置を提供することを目的とするものである。
The present invention solves the problems of the above-mentioned conventional devices in this type of device, and uses ultrasonic welding to seal films whose contents contain oil. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic welding method and an apparatus therefor that can perform a complete seal even if there is a problem.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、上記目的は、その溶着方法に関し、 合成樹脂製のフィルムの重畳部を超音波にて溶着する方
法において、 超音波ホーン及び/またはアンビルを加熱する、 ことにより達成される。
According to the present invention, the above object is achieved by: heating an ultrasonic horn and/or an anvil in a method of ultrasonically welding overlapping portions of synthetic resin films.

また、上記方法を実施する装置に関しては、合成樹脂の
フィルムの重畳部を超音波にて溶着する装置において、 超音波ホーン及び/またはアンビルを加熱する加熱手段
を備えている、 ことにより達成される。
Furthermore, regarding the apparatus for carrying out the above method, the apparatus for welding the overlapped parts of synthetic resin films by ultrasonic waves is equipped with a heating means for heating the ultrasonic horn and/or the anvil. .

(作用) 上述のごとくの本発明にあっては、超音波ホーン及びも
くしはアンビルによる外部からの熱はフィルム内面の溶
着層にまで伝達されて該溶着層は昇温されて軟化する。
(Function) In the present invention as described above, heat from the outside by the ultrasonic horn and/or anvil is transmitted to the welding layer on the inner surface of the film, and the welding layer is heated and softened.

一方上記溶着層には超音波が直接印加され、軟化してい
る溶着層を簡単に溶着する。すなわち、加熱体でもある
本発明のホーン及びもしくはアンビルの温度は、従来の
加熱体のみのような高温を必要とせずとも、溶着層があ
る程度昇温しでいれば、超音波溶着を助長せしめ十分な
溶着を得られる。その結果、フィルム外面は従来のもの
の場合に比し、かなり低くい温度となる。なお、超音波
印加と加熱の時間は、少なくとも重複している時間があ
れば十分であり、必ずしも始期そして終期が一致してい
る必要はない。
On the other hand, ultrasonic waves are directly applied to the welding layer to easily weld the softened welding layer. In other words, the temperature of the horn and/or anvil of the present invention, which is also a heating element, is sufficient to promote ultrasonic welding as long as the temperature of the welding layer is raised to a certain degree, without requiring the high temperature required by conventional heating elements alone. A good weld can be obtained. As a result, the outer surface of the film is at a much lower temperature than in the conventional case. Note that it is sufficient that the ultrasonic application and heating times overlap at least, and the start and end times do not necessarily have to coincide.

また、上記超音波印加振幅あるいは時間そして加熱の程
度は、それぞれを単独で行う従来装置に比し、きわめて
少なくてよい。さらに、加熱は、!音波ホーンあるいは
アンビルの一方で行う場合、いづれによっても可能であ
る。
Further, the amplitude or time of the ultrasonic wave application and the degree of heating may be extremely small compared to conventional devices that perform each of them individually. Furthermore, heating! It is possible to use either a sonic horn or an anvil.

(実施例〕 以下、添付図面にもとづいて、本発明の一実施例を説明
する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

なお、実施例では、合成樹脂製のフィルムの重畳部の溶
着において、既述のごとく溶着条件が特に過酷といわれ
る自動充填包装装置におけるシールの場合について、し
かも、重畳部のフィルム枚数が場所によって異なるガセ
ット形式の包装を行う場合を説明する。ただし、本発明
はこの場合に限定されるものではなく、上記フィルムの
溶着に関し広く適用可能である。
In addition, in the examples, the welding conditions for welding the overlapped parts of synthetic resin films are particularly severe, as described above, in the case of sealing in automatic filling and packaging equipment, and in addition, the number of films in the overlapped parts differs depending on the location. A case of gusset-type packaging will be explained. However, the present invention is not limited to this case, and can be widely applied to welding of the above film.

第1図において1は原反で、合成樹脂製の帯状のフィル
ム2がロール状に巻かれている。該フィルム2はガイド
ローラ3.4を経てフォーミングプレート5に達してい
て、二亥フォーミングブレート5にて縁片部分2Aをも
つ筒状に形成される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a raw material, and a band-shaped film 2 made of synthetic resin is wound into a roll. The film 2 passes through a guide roller 3.4 to a forming plate 5, where it is formed into a cylindrical shape with an edge portion 2A.

上記フォーミングプレート5の下方には溶着装置6が配
設されている。該溶着装置6は、上記筒状のフィルムを
案内する案内筒6Aと、該案内筒6Aの側部上位に配設
される一対のブロック状体からなる縦シール熱盤6B 
(第1図(B)参照)と、その下方に位置する一対から
成る圧着ローラ6C(第1図(C)参照)とを有してい
る。この溶着装置6にあっては、上記筒状のフィルムの
縁片部分2Aが上記一対の縦シール熱盤6Bの間を通過
することによって加熱されて溶融状態になり、しかる後
圧着ローラ6Cによって圧着されてチューブ2゛となっ
て送られる。
A welding device 6 is disposed below the forming plate 5. The welding device 6 includes a guide tube 6A that guides the cylindrical film, and a vertical sealing hot plate 6B that includes a pair of block-shaped bodies disposed above the side of the guide tube 6A.
(see FIG. 1(B)) and a pair of pressure rollers 6C (see FIG. 1(C)) located below the rollers. In this welding device 6, the edge portion 2A of the cylindrical film is heated and melted by passing between the pair of vertical sealing hot platens 6B, and is then pressed by a pressure roller 6C. It is then sent in two tubes.

上記フォーミングプレート5の上部開口からは内容物を
注入する注入装置としてのノズル7が挿入され溶着装置
の案内筒6Aを貫通して先端が案内筒6Aの下方位置に
まで達している。
A nozzle 7 serving as an injection device for injecting the contents is inserted through the upper opening of the forming plate 5, passes through the guide tube 6A of the welding device, and its tip reaches a position below the guide tube 6A.

上記ノズル7の上端は、ホッパー8内の内容物を送り出
すポンプ9、例えばギアポンプに接続されており、さら
に上記ノズル7は中間部にてピストン装置10A付のア
キュムレータ10が接続されている。ポンプ9は連続的
に回転し、アキュムレータ10のピストン装置10Aは
後述のシール装置の作動周期と同じ周期で作動する。
The upper end of the nozzle 7 is connected to a pump 9, for example a gear pump, for discharging the contents in the hopper 8, and the nozzle 7 is further connected at its intermediate portion to an accumulator 10 with a piston device 10A. The pump 9 rotates continuously, and the piston device 10A of the accumulator 10 operates at the same cycle as the operating cycle of a sealing device, which will be described later.

溶着装置の案内筒6Aより下方に突出している部分のノ
ズル7の下端部7Aの両側面には、その縦方向に延びる
U字状のガイド11が取付けられている。該ガイド11
は第1図(D)に示されるように半径外方に開口するU
字状をなしていてチューブ2゜を断面が略四角形になる
ように案内し、さらに上記ガイド11のU字溝には折込
板12が入り込んでいて、チューブ2゛の側部に折込み
襞を形成し、いわゆるガセット形態としている。上記ガ
イド11と折込板12は上下三箇所に設けられ、その中
間位置には第1図(E)のごとく一対の送りローラ13
が設けられていて、上記折込板12によって襞が設けら
れた部分を挾みながらチューブ2°が連続的に下方に送
られる。したがって、チューブ2゛となる前のフィルム
2も連続的に送られることとなる。
U-shaped guides 11 extending in the vertical direction are attached to both side surfaces of the lower end portion 7A of the nozzle 7, which is a portion of the welding device that projects downward from the guide tube 6A. The guide 11
is a U that opens radially outward as shown in Figure 1(D).
It is shaped like a letter and guides the tube 2° so that its cross section is approximately square, and a folding plate 12 is inserted into the U-shaped groove of the guide 11 to form folds on the side of the tube 2°. However, it has a so-called gusset shape. The guide 11 and the folding plate 12 are provided at three locations above and below, and a pair of feed rollers 13 are provided at an intermediate position as shown in FIG. 1(E).
is provided, and the tube 2° is continuously fed downward while sandwiching the folded portion between the folding plates 12. Therefore, the film 2 before forming the tube 2' is also continuously fed.

上記ガイド11及び折込板12の表面には、チューブ2
″に襞を形成する際に好ましくないしわを生じないよう
に、低摩擦材料、例えば弗素系合成樹脂材をコーティン
グして円滑にチューブを送ることが望ましい。
A tube 2 is provided on the surface of the guide 11 and the folding plate 12.
In order to avoid undesirable wrinkles when forming folds on the tube, it is desirable to coat the tube with a low-friction material, such as a fluorine-based synthetic resin material, so that the tube can be fed smoothly.

ノズル7の下端部7Aには、一対の補助ローラ14が設
けられ、上記送りローラ13を補助すると共にチューブ
2°の縁片部2°Aを折り曲げてチューブ2の面に重ね
ている。なお、ノズル7の下端部7Aには側面に小さな
ローラ(図示せず)が設けられていて、上記補助ローラ
14と共にチューブ2°のフィルムを挟みながらチュー
ブ2゛を送っている。
A pair of auxiliary rollers 14 are provided at the lower end 7A of the nozzle 7 to assist the feed roller 13 and to bend the edge portion 2°A of the tube 2° so as to overlap the surface of the tube 2. A small roller (not shown) is provided on the side surface of the lower end 7A of the nozzle 7, and together with the auxiliary roller 14, the tube 2' is fed while sandwiching a 2° film therebetween.

上記ノズル7の下方には、挟圧ローラ23が配されてい
る。該挟圧ローラ23は、チューブ2゛を直接に圧する
小ローラ23Aと該小ローラ23^に背圧と回転を与え
るバックアップローラ23Bとから成っている。挟圧ロ
ーラ23は上述のごとくであり直接的な挟圧は小ローラ
によってなされているので、製品に段状の肩部が形成で
き製品に内容物を多量に充填できかつ外観も整うように
なる。さらには、大径ローラによるごと(不必要部分ま
で挟圧してしまうという欠点もなくなる。
A pinching roller 23 is arranged below the nozzle 7. The pinching roller 23 consists of a small roller 23A that directly presses the tube 2' and a backup roller 23B that applies back pressure and rotation to the small roller 23'. The pinching rollers 23 are as described above, and the direct pinching is performed by the small rollers, so that a step-like shoulder can be formed on the product, allowing a large amount of content to be filled into the product and a uniform appearance. . Furthermore, the drawback of large-diameter rollers (that is, unnecessary portions are pinched) is also eliminated.

上記挟圧ローラ23の下方にはシール装置24と、切断
装置としての切断刃25が配設されている。
A sealing device 24 and a cutting blade 25 as a cutting device are disposed below the pinching roller 23.

上記切断刃25はシール装置24と一体的に組込まれて
おり、シール動作の周期で間欠的にフィルム速度と同一
速度で下降しまた原位置に早戻り上昇する往復盤20に
取付けられている。該往復盤20には、シール時に互に
近接する超音波ホーン24A及びアンビル24Bが対向
配置されている。上記超音波ホーン24A及びアンビル
24Bのうち、アンビル24Bが所定温度に加熱される
ように、制御装置をもつ加熱源(図示せず)がアンビル
24Bに配設されている。なお、本実施例ではアンビル
24B ヲ加熱するようにしたが、超音波ホーン24A
を加熱するようにしても、あるいは両者を加熱してもよ
い。上記アンビル24Bは先端が紙面に直角方向に延び
る4本の突条として形成されており、その中間位置、す
なわちフィルムの送り方向で前後に上記突条が2本づつ
となる位置に切断刃25が設けられている。該切断刃2
5は、超音波ホーン24Aとアンビル24Bとが接近し
フィルムを圧して溶着した後に、切断位置にまで突出し
てくるように設定されている。
The cutting blade 25 is integrally assembled with the sealing device 24, and is attached to a reciprocating plate 20 which intermittently descends at the same speed as the film speed during the sealing operation cycle, and quickly returns to its original position and ascends. On the reciprocating disk 20, an ultrasonic horn 24A and an anvil 24B, which are close to each other during sealing, are arranged facing each other. Of the ultrasonic horn 24A and anvil 24B, a heating source (not shown) having a control device is disposed on the anvil 24B so that the anvil 24B is heated to a predetermined temperature. In this embodiment, the anvil 24B is heated, but the ultrasonic horn 24A is heated.
or both may be heated. The anvil 24B is formed as four protrusions whose tips extend in a direction perpendicular to the plane of the paper, and a cutting blade 25 is provided at an intermediate position between the four protrusions, that is, at a position where there are two protrusions in each direction in the film feeding direction. It is provided. The cutting blade 2
No. 5 is set so that the ultrasonic horn 24A and anvil 24B approach each other, press the film and weld it together, and then protrude to the cutting position.

上記超音波ホーン24Aの振動周波数は本実施例では、
望ましい範囲として20 KHz〜50KHzに設定さ
れ、この範囲で適宜決定されるようになっている。この
周波数の下限(20KHz)は本実施例においては、十
分なるシールを確保するために必要な値であるが、上限
(50KHz)は特にこれ以上の周波数でもエネルギロ
スが増大するのみであるためにこの周波数で十分である
という値である。
In this embodiment, the vibration frequency of the ultrasonic horn 24A is as follows:
A desirable range is set to 20 KHz to 50 KHz, and is determined as appropriate within this range. In this example, the lower limit of this frequency (20 KHz) is a value necessary to ensure a sufficient seal, but the upper limit (50 KHz) is particularly important because higher frequencies only increase energy loss. This frequency is sufficient.

また、後述の試験で使用される融点130〜140°C
のシール層をもつフィルムに対しては、上記加熱温度は
従来の加熱体のみによる装置のように加熱体を200°
C近(まで上げる必要はなく、従来装置ではむずかしい
とされていた160°C以下、例えば120°C近傍ま
で下げても十分シール可能である。
In addition, the melting point used in the test described below is 130 to 140 °C.
For a film with a sealing layer of
It is not necessary to raise the temperature to near C (160° C. or lower, for example, around 120° C., which was considered difficult with conventional devices), and sealing can be achieved sufficiently.

一般的にいえば、加熱体の加熱温度はフィルム内面のシ
ール層が軟化点以上融点以下の温度まで昇温されるよう
に設定されるのが良く、加熱時間にもよるがシール層の
融点を基準として好ましくは(融点−60″C)〜(融
点+30″C)の範囲とされ、更に好ましくは(融点−
30°C)〜(融点)とされる。
Generally speaking, the heating temperature of the heating element should be set so that the seal layer on the inner surface of the film is heated to a temperature above the softening point and below the melting point. The standard is preferably in the range of (melting point -60''C) to (melting point +30''C), more preferably (melting point -
30°C) to (melting point).

次に、上記構成の本実施例においての充填包装工程を第
3図をも参照しつつ順を追って説明する。
Next, the filling and packaging process in this embodiment having the above-mentioned configuration will be explained step by step with reference to FIG.

原反1から引き出されたフィルム2はフォーミングプレ
ート5で縁片部分2Aをもつ筒状とされ溶着装置6にて
チューブ2゛に形成される。このチューブ形成について
は前述したとおりである。
The film 2 drawn out from the original fabric 1 is shaped into a cylinder with an edge portion 2A by a forming plate 5, and then formed into a tube 2' by a welding device 6. This tube formation is as described above.

ホッパー8内には充填されるべき内容物が収容されてお
り、ポンプ9によってノズル7に送られる。内容物は該
ノズル7を通じてアキュムレータ10内に蓄えられ、ピ
ストン装置10Aにより間欠的に駆出されてノズル7の
下端部7Aから上記チューブ2゛に定量だけ注入される
。このとき、シール装置24はシール位置にありチュー
ブ2′の下端は閉じられている。また、挟圧ローラ23
は後退位置にあって作動(挟圧)していない状態にある
The contents to be filled are contained in the hopper 8 and are sent to the nozzle 7 by a pump 9. The contents are stored in the accumulator 10 through the nozzle 7, and are intermittently ejected by the piston device 10A to inject a fixed amount into the tube 2' from the lower end 7A of the nozzle 7. At this time, the sealing device 24 is in the sealing position and the lower end of the tube 2' is closed. In addition, the pinching roller 23
is in the retracted position and is not operating (squeezing).

上記内容物の充填は、チューブが連続的に送られながら
なされるので、これに伴って往復盤20もチューブの送
り速度と同一速度で降下し、したがってシール装置24
もシール状態を保って降下する。上記チューブが所定位
置まで降下、すなわち内容物が一回の所定量だけ注入さ
れるとその時期にピストン装置1〇八はアキュムレータ
10のピストンを後退せしめてポンプ9で連続供給され
る内容物をアキュムレータlO内に引き込む。
Since the above-mentioned contents are filled while the tube is continuously fed, the reciprocating plate 20 also descends at the same speed as the feeding speed of the tube, and therefore the sealing device 24
It also descends while maintaining a seal. When the tube descends to a predetermined position, that is, when a predetermined amount of the contents is injected at once, the piston device 108 causes the piston of the accumulator 10 to retreat and transfers the contents continuously supplied by the pump 9 to the accumulator. Pull into lO.

次に、内容物が注入されたチューブは挟圧ローラ23で
挟圧された状態で下方に送られて、内容物が存在しない
偏平部2’Bが形成される。かかる状態下で、上記偏平
部2’Bにシール装置24が作動し、シールが完了する
Next, the tube into which the contents have been injected is sent downward while being pinched by the pinching rollers 23 to form a flat portion 2'B in which the contents are not present. Under such conditions, the sealing device 24 operates on the flat portion 2'B, and sealing is completed.

その際、偏平部2°Bは超音波ホーン24Aとアンビル
24Bとで挟圧されて超音波を受けかつ加熱されてここ
でシールされる。このシール部分はアンビル24Bの四
箇所の突条で線状になされるが、偏平部2’Bに残留し
ていた内容物が超音波によって上記綿状のシール部分か
ら排除せられて、フィルムの内面同士が直接接触して超
音波シールされる。その際、アンビル24Bと接触して
いるフィルム外面からは加熱を受けているため、上記シ
ール作用は助長されてきわめて効率よくかつ確実なもの
となる。なお、シールは図示のごとく切断刃25の前後
で二本とせずとも、前後に一本であっても十分である。
At this time, the flat portion 2°B is pressed between the ultrasonic horn 24A and the anvil 24B, receives ultrasonic waves, and is heated and sealed here. This sealing part is formed into a linear shape by the four protrusions of the anvil 24B, but the contents remaining in the flat part 2'B are removed from the cotton-like sealing part by ultrasonic waves, and the film is sealed. The inner surfaces are in direct contact and ultrasonically sealed. At this time, since the outer surface of the film that is in contact with the anvil 24B is heated, the above-mentioned sealing action is promoted and becomes extremely efficient and reliable. It should be noted that the number of seals does not need to be two in front and behind the cutting blade 25 as shown in the figure, but it is sufficient to have one seal in front and behind the cutting blade 25.

上記シールの直後に切断刃25が突出して、上下二本の
シール線の間でチューブを切断し、第2図のごとくの個
々の製品を得る。
Immediately after the sealing, a cutting blade 25 protrudes and cuts the tube between the two upper and lower seal lines to obtain individual products as shown in FIG.

以上のように、ガゼツト包装体の横シールを行う場合に
ついて実施例に基ブき本発明を説明してきたが、本発明
が縦シール熱盤6B及び圧着ローラ6Cの代わりに縦シ
ールに用いられること、また開封片を包装フィルム表面
に溶着するときにも用いられることは、もちろんである
As mentioned above, the present invention has been explained based on the embodiments in the case of horizontally sealing a gazette package, but the present invention can also be used for vertical sealing instead of the vertical sealing hot plate 6B and the pressure roller 6C. Of course, it can also be used when welding an opening piece to the surface of a packaging film.

次に、本実施例において行った、試験結果を従来装置に
よる結果と具体的数値をもって比較して示すこととする
Next, the test results conducted in this example will be compared with the results of the conventional apparatus using specific numerical values.

く試験条件〉 ■ フィルム材料 チューブを形成するフィルムとしては、内面にポリオレ
フィンのシール層(融点:130〜140″C)、中間
にバリア層、外面に強度層(融点=230〜240°C
)をもち、総厚が約70μmのものを使用した。
Test conditions> ■ Film material The film forming the tube includes a polyolefin sealing layer (melting point: 130-140"C) on the inner surface, a barrier layer in the middle, and a strength layer (melting point: 230-240"C) on the outer surface.
) and a total thickness of about 70 μm was used.

■ 試験方法 加工肉食品を上記■のフィルムで包装し、第2図に示す
ようなガゼツト包装体を作成して該包装体の偏平部を含
む下部をテスト槽内の食塩水に浸し、テスタの一方の端
子を食塩水内に、他方の端子を食塩水外にある包装体内
部に刺し込んで、導通テストを行った。テストにおいて
、抵抗が30OKΩ以上を良シール品として判定を行っ
た。
■Test method Processed meat food is packaged with the film described in (■) above, a gusset package as shown in Figure 2 is made, the lower part of the package including the flat part is immersed in salt water in a test tank, and the tester is heated. A continuity test was performed by inserting one terminal into the saline solution and the other terminal into the package outside the saline solution. In the test, a product with a resistance of 30 OKΩ or more was judged to be a good seal product.

なお、抵抗測定回路における包装体内の内容物の抵抗は
、IKΩ以下であり、判定基準である300にΩに比べ
無視できる程に小さい。
Note that the resistance of the contents inside the package in the resistance measuring circuit is less than IKΩ, which is negligibly small compared to the criterion of 300Ω.

〈試験結果〉 (A)従来例(加熱シールのみ) 接圧1.8 kg/cm2、シール時間0.48秒でシ
ールした結果、シール温度を200°Cまで上げても、
良品率は73.3%であった。
<Test results> (A) Conventional example (heat seal only) As a result of sealing with a contact pressure of 1.8 kg/cm2 and a sealing time of 0.48 seconds, even if the sealing temperature was raised to 200°C,
The non-defective product rate was 73.3%.

CB)従来例(超音波シールのみ) 接圧1.8 kg/cm” 、振動数40KHz 、シ
ール時間0.19秒でシールした結果、振幅を12.5
μmとした場合、良品率は76.6%であった。
CB) Conventional example (ultrasonic seal only) Contact pressure 1.8 kg/cm", vibration frequency 40 KHz, sealing time 0.19 seconds, resulting in an amplitude of 12.5
In terms of μm, the non-defective product rate was 76.6%.

(C)本実施例(超音波及び加熱シール)接圧1.8 
kg/ctth” 、振動数40K)lz′、振幅12
.5μmでシールした結果、アンビル温度を120″C
とした場合、シール時間が0,09秒で100%の良品
率を得られた。
(C) This example (ultrasonic and heat seal) contact pressure 1.8
kg/ctth", frequency 40K) lz', amplitude 12
.. As a result of sealing with 5 μm, the anvil temperature was 120″C.
In this case, a 100% non-defective product rate was obtained with a sealing time of 0.09 seconds.

このように、本発明によれば、フィルムに過度の影響を
与えない温度範囲で加熱しつつ超音波を印加すれば、き
わめて短時間で完全な溶着を得られたということがわか
る。
Thus, according to the present invention, complete welding can be achieved in a very short time by applying ultrasonic waves while heating within a temperature range that does not have an excessive effect on the film.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、以上のごとく加熱しつつ超音波で溶着するこ
ととしたので、超音波で溶着部分にもし存在すれば内容
物を排除しつつフィルム同士を確実に直接接触せしめて
超音波溶着を行い、かつその際、加熱により超音波溶着
作用を助長せしめることとしたので、従来装置によるご
と(超音波の振幅を大きくしたり、加熱温度を高くする
必要がないために、フィルムの損傷やフィルムの加熱体
への付着という問題もなく、より確実かつ短時間で溶着
を行え、充填包装装置に採用しても作業におけるトラブ
ル解消、品質の改善、さらには作業能率の向上を図るこ
とができるという効果をもたらす。
In the present invention, as described above, welding is carried out using ultrasonic waves while heating, so ultrasonic welding is carried out by ensuring that the films are brought into direct contact with each other while removing the contents, if any, from the welding area using ultrasonic waves. , and at that time, we decided to use heating to promote the ultrasonic welding effect, so unlike conventional equipment (there is no need to increase the amplitude of the ultrasonic waves or raise the heating temperature), there is no need to increase the amplitude of the ultrasonic waves or raise the heating temperature, so there is no need to damage the film or There is no problem of adhesion to the heating element, welding can be performed more reliably and in a shorter time, and even when used in filling and packaging equipment, it can eliminate problems during work, improve quality, and further improve work efficiency. bring about.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例装置を示し、第1図(Δ)は
装置全体の部分破断正面図、第1図(B)ないしくE)
は第1図(A)のB−BないしE−E断面図をそれぞれ
示し、第2図は第1図装置により得られた製品の斜視図
、第3図は第1図装置のうち溶着装置の部分を示す斜視
図である。 4A ・・・・・・・・・超音波ホーン 4B ・・・・・・・・・アンビル
Fig. 1 shows a device according to an embodiment of the present invention, Fig. 1 (Δ) is a partially cutaway front view of the entire device, Fig. 1 (B) to E)
1A shows a sectional view taken along line B-B to E-E in FIG. 1(A), FIG. 2 is a perspective view of the product obtained by the device in FIG. FIG. 4A ・・・・・・・・・Ultrasonic horn 4B ・・・・・・Anvil

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)合成樹脂製のフィルムの重畳部を超音波にて溶着
する方法において、 超音波ホーン及び/またはアンビルを加熱する、 ことを特徴とする合成樹脂製フィルムの超音波溶着方法
(1) A method for ultrasonic welding of synthetic resin films, which comprises heating an ultrasonic horn and/or an anvil in the method of ultrasonic welding of overlapping parts of synthetic resin films.
(2)重畳部は、フィルムの重ね合わせ枚数が異なる複
数部分となっていることとする請求項(1)に記載の合
成樹脂製フィルムの超音波溶着方法。
(2) The method for ultrasonic welding of synthetic resin films according to claim (1), wherein the overlapping portion is a plurality of parts having different numbers of overlapping films.
(3)フィルムは筒状に形成されており、該筒状フィル
ム内に内容物を充填し、これを外部から局部的に挟圧し
て内容物不在の部分を形成した後、該部分を超音波溶着
することとする請求項(1)または請求項(2)に記載
の合成樹脂製フィルムの超音波溶着方法。
(3) The film is formed in a cylindrical shape, and after filling the cylindrical film with contents and locally compressing it from the outside to form a part without content, the part is subjected to ultrasonic waves. The method for ultrasonic welding of synthetic resin films according to claim 1 or claim 2, wherein the synthetic resin films are welded.
(4)合成樹脂のフィルムの重畳部を超音波にて溶着す
る装置において、 超音波ホーン及び/またはアンビルを加熱する加熱手段
を備えている、 ことを特徴とする合成樹脂製フィルムの超音波溶着装置
(4) An apparatus for ultrasonic welding of overlapping parts of synthetic resin films, characterized in that the apparatus is equipped with a heating means for heating an ultrasonic horn and/or an anvil. Device.
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