JPH05104635A - 圧空溶着用下型および圧空溶着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【効果】 従来、シリコンゴムが欠損するために生じて
いた外観の不良や、溶着の不良を回避する。 【構成】 基材１０に薄材４を重ね併せ、その後、薄材
４を加圧気体によって基材１０に圧接させつつ高周波誘
導加熱により両者を溶着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、食品、油類、薬品等
を、長期保存するために使用されるプラスチック容器お
よび蓋体を製造する際などに好適に利用できる圧空溶着
用下型および圧空溶着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品等を長期保存できるプラスチック容
器、蓋体としては、プラスチック基材（以下、外層と略
称する。）の内面にガスバリヤー材が溶着されたものが
提供されている。図５はそのようなプラスチック製蓋体
３の一例を示すもので、図中符号４は薄材を示し、符号
１０は外層を示す。前記薄材４は、容器本体の開口部内
に落し込まれる中央部１２と容器本体の上端部に嵌合す
るフランジ部１８とで構成されている。さらに前記フラ
ンジ部１８は、立ち上がり部１９と上端部２０とで構成
されている。前記薄材４は、図６に示すように、金属箔
層７を接着層を介してプラスチック材料層８で挟んだ５
層構造である。前記金属箔層７は、通常アルミニウムや
スチールなどの導電性金属からなる、厚さ２０μｍ〜３
０μｍの箔によって形成されている。前記プラスチック
材料層８を形成するプラスチック材料としては、無延伸
のポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィル
ムなどを例示できる。前記外層１０は、図５に示すよう
に、中央部２１とフランジ部２２とから構成されてい
る。さらにこのフランジ部２２は内周部２４と外周部２
５と上端部２６とで構成されている。前記外層１０を形
成する素材としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト
等を例示できる。

【０００３】この蓋体は、図７に示す圧空溶着用型を用
いることによって製造されている。この型３３は上型１
と下型２とによって構成されている。前記下型２は台座
部１４と壁部１３とから構成されている。前記壁部１３
は前記台座部１４上に設けられている。この壁部１３の
外形は溶着する蓋体３の下面に沿った形状に形成されて
いる。前記下型２はテフロン樹脂またはフェノール樹脂
からなるものであるが、特に、蓋体３の下部が接する部
分はシリコンゴム６でライニングされている。

【０００４】前記上型１は台座部１７と凸部１６とから
構成されている。凸部１６は前記台座部１７の下部に連
接した状態で設けられている。この凸部１６の下部形状
は前記蓋体３の上面に沿った形状である。この上型１は
通常テフロン樹脂やベークライトで製作されているが、
特に、蓋体３の上部が接する部分は、下型２と同様に、
シリコンゴム６でライニングされている。

【０００５】従来は上記下型２および上型１を用いて、
以下に示す手順で前記蓋体３を製造していた。 まず、塑性加工により薄材４を所定の形状に成形す
る。 他方、射出成形法により、図５に示した、外層１０の
構成部品である、中央部２１とフランジ部２２とを得
る。 前記下型２の上に、前記薄材４を設置する。この時、
図７に示したように、前記下型２の壁部１３の上端に
は、薄材４の上端部２０を配置する。 前記薄材４のフランジ部１８上に外層１０のフランジ
部２２を、さらに薄材４の中央部１２に外層１０の中央
部２１をおのおの設置する。 上記のように、薄材４および外層１０が載置された下
型２上に、前述した上型１を被せ、型を閉じる。上型１
により薄材４と外層１０とを圧着する。 この状態で、外部から前記蓋体３に高周波を印加す
る。 前記のように高周波を印加すると、まず５層構造である
薄材４の中心に設けられている導電性金属製の金属箔層
７に渦電流が発生し、発熱する。するとその金属箔層７
に隣接しているプラスチック材層８が加熱される。その
プラスチック材層８に接しているプラスチックからなる
外層１０にも熱が伝わる。その結果、前記薄材４のプラ
スチック材層８とそれに接した外層１０とは互いに加熱
溶着される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の溶着方法お
よびそれに用いた下型にあっては、高周波により薄材４
に発生した熱が、薄材４が直に接する下型２のシリコン
ゴム６に伝わり、この熱によりシリコンゴム６が短期間
に劣化する。又、前記熱による劣化の他に、このシリコ
ンゴム６と薄材４との間に異物がはさまることにより、
該シリコンゴム６が短期間に傷つく。そして、これらの
原因により、図８に示すように、シリコンゴム６が欠損
し、その表面に凹凸が生じる。前記のように、蓋体３の
薄材４に接するシリコンゴム６に欠損が生じると、突出
部３２に接触しない箇所の除熱が阻害されるので、プラ
スチック材層８の下層側が異常加熱を起こし、表面がア
バタ状になることがある。又、劣化したシリコンゴム６
によって加圧されている薄材４は、外層１０にしっかり
と密着しない。この状態で溶着されると、前記薄材４と
外層１０とは溶着不良を起こす。

【０００７】更に、前記溶着の不良の他に、前記薄材４
と外層１０との間に空気が介在していると、劣化したシ
リコンゴム６では薄材４をしっかりと加圧できないの
で、その部分に空気が残った状態で薄材４と外層１０と
は溶着される。するとその部分の薄材４はしわ状とな
り、外観が不良となる。

【０００８】さらに、従来の溶着用型および溶着方法で
は、前記シリコンゴム６で薄材４に圧力をかけることに
よって、外層１０に圧接させている。この為、欠損した
シリコンゴム６が接触している薄材４の表面が荒れ易
い。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、請求項１の圧空溶着用下型では、基
材に薄材が重ね合わされてなる被溶着物の薄材に対して
密着する端面を有する壁部と該壁部に囲まれた被溶着物
との間に空間を形成する凹部と、前記凹部に加圧気体を
供給する供給路とを備えることにより前記課題の解決を
図った。

【００１０】請求項２の圧空溶着方法では、外層に薄材
を重ね合せ、その後、薄材を加圧気体によって外層に圧
着させつつ、高周波誘導加熱により両者を溶着すること
により前記問題の解決を図った。

【００１１】

【作用】請求項１の圧空溶着用下型は、基材に薄材が重
ね合わされてなる被溶着物の薄材に対して密着する端面
を有する壁部と該壁部に囲まれた被溶着物との間に空間
を形成する凹部と、前記凹部に加圧気体を供給する供給
路とを備えたので、基材に薄材を重ね合わせて下型にセ
ットすると、前記凹部が溶着すべき蓋体で密閉されて、
外部と遮断された空間が形成される。その空間に前記供
給路を介して加圧気体を満たすと、該空間に面した薄材
全面を均一な圧力が加わり、薄材が基材に密着される。

【００１２】請求項２の圧空溶着方法では、外層に薄材
を重ね合せ、その後、薄材を加圧気体によって外層に圧
着させつつ、高周波誘導加熱により両者を溶着する。薄
材と外層とを圧着させる為に用いた気体は、熱による劣
化を受けることがなく、また対象物に応じて形状が変化
する不定形のものなので、熱による損傷、および異物に
よる損傷等を受けることがない。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の圧空溶着用下
型および圧空溶着方法を詳しく説明する。なお前記従来
例と同一構成部分には、同一符号を付して説明を簡略化
する。

【００１４】（実施例１）図１は圧空溶着用型３３の要
部の断面図を示す。この圧空溶着用型３３は、上型１と
下型２とから構成されている。上型１は、従来使用され
ている上型１と同一のものであり、従来の圧空溶着用型
と図１に示したものとの相違点は、下型２の構造であ
る。

【００１５】前記下型２は壁部２９と台座部２８とから
構成されている。前記壁部２９は蓋体３の薄材４に対し
て密着する上端面１５を備えたものである。この壁部２
９の外形は形成する蓋体３の外形と一致している。また
前記壁部２９は台座部２８に立設されている。この壁部
２９と前記台座部２８とに囲まれた部分は、凹部２７と
なっている。凹部２７は蓋帯３の深さよりも深く形成さ
れている。つまり、薄材４の立ち上がり部１９の高さよ
り、凹部２７を形成している壁部２９の高さが高くなる
ように、下型２は形成されている。下型２の壁部２９の
下部には、供給路１１が形成されている。この供給路１
１は圧縮機（図示せず）に接続され、前記凹部２７の空
間に加圧気体を供給できるようになっている。

【００１６】上記のように構成された下型２を用いて蓋
体３を以下に示す手順で製作した。 射出成形法により、平均厚さ０．６ｍｍの外層１０を
得た。本実施例では、この外層１０の素材としてポリプ
ロピレン樹脂を使用した。 塑性加工により薄材４を賦形し、打ち抜き形成して所
定形状とした。前記薄材４は、厚さ２０μｍのアルミニ
ウム箔を接着剤層を介して厚さ３０μｍと５０μｍとの
無延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）で挟んだ５層
構造の積層材を用いて作成した。 上記圧空溶着用下型２上に前記薄材４を設置する。こ
の時、圧空溶着用下型２の壁部２９上端面１５に、薄材
４のフランジ部１８の上端部２０を載置する。これによ
って下型２が形成する凹部２７は薄材４によって閉鎖さ
れ、外部と遮断された空間が形成される。 前記薄材４上に外層１０の構成部品である中央部２１
とフランジ部２２とを設置する。 上型１で型を閉じ、荷重をかける。この状態の時、上
型１の凸部１６によって外層１０の中央部２１およびフ
ランジ部２２の内周部２４が固定される。他方、上型１
の台座部１７と前記下型２の壁部２９とによって外層１
０の上端部２６と薄材４の上端部２０とが挟まれる。こ
れにより下型２の凹部２７が外部からよりしっかりと遮
断される。 下型２の壁部２９の下部に設けられている供給路１１
から凹部２７と薄材４とによって形成された空間に圧縮
空気を吹き込む。吹き込む圧縮空気の圧力は溶着用型の
型締圧を越えなければよいが、通常２．５ｋｇ／ｃｍ²
〜４．０ｋｇ／ｃｍ² 程度である。この圧縮空気によっ
て薄材４は外層１０に圧接される。 上記のように薄材４と外層１０とを圧接させた状態
で、外部から蓋体３に高周波を印加する。これにより薄
材４と外層１０は溶着する。

【００１７】本実施例の圧空溶着用下型２では、薄材４
と外層１０とを圧接させるとき加圧気体を使用する。こ
の加圧気体は閉鎖された空間内であればわずかな間隙で
も、どんなに変形している場所でも入り込み、その面に
同一の圧力をかけることができる。従って本実施例の圧
空溶着用下型２では、外層１０の形状が複雑なもので
も、薄材４をしっかりと外層１０に密着させることがで
きる。

【００１８】本実施例の圧空溶着用下型２は製作すると
き、薄材のフランジ部１８の上端部２０に密着するよう
に下型２の壁部２９を製作する、ということのみ注意す
ればよく、他の部分の寸法管理は厳しくない。従って、
本実施例の圧空溶着用下型２は、製造が非常に容易であ
る。

【００１９】本実施例の圧空溶着用下型２は、加圧空気
で薄材４に圧力をかけながら高周波を印加して、薄材４
と外層１０とを加熱溶着するものである。ここで使用す
る空気は、断熱効果が非常に高い。この為、溶着時、高
周波によって発生した熱が逃げない。従って、本実施例
の圧空溶着用下型２によれば、溶着処理速度を向上でき
る。

【００２０】本実施例の圧空溶着用下型２は、シリコン
ゴム６で薄材４に圧力をかけるのではなく、加圧気体に
よって薄材４に圧力をかける。この為、薄材４には直に
接するものがない。従って、本実施例の圧空溶着用下型
２では、圧力がかけられる薄材４の表面が荒れることは
ない。

【００２１】本実施例の圧空溶着方法は、下型２上に薄
材４および外層１０を設置し、型を閉じて、下型２の凹
部２７と薄材４とによって形成される空間を加圧気体で
満たし、これによって薄材４を外層１０に圧接させつ
つ、高周波誘導加熱により両者を溶着する方法である。
このような本実施例の圧空溶着方法において、薄材４と
外層１０とを圧接させるとき使用した加圧気体は、熱お
よび異物により損傷を受けることがない。従って、本実
施例の圧空溶着方法では、従来欠損したシリコンゴムを
使用することにより発生していた、溶着不良、外観不良
などを回避することができる。

【００２２】本実施例の圧空溶着方法では、薄材４に圧
力をかける手段に加圧気体を用いた。加圧気体は、閉鎖
されていない空間ならわずかな間隙でも、どんなに変形
している場所でも入り込み、その壁面に圧力をかけるこ
とができる。従って本実施例の圧空溶着方法では、外層
１０の形状が複雑なものでも、薄材４にしっかりと密着
させることができる。

【００２３】（実施例２）本実施例の圧空溶着方法で
は、前記実施例１で使用した圧空溶着用下型２と対をな
す上型１として図２に示すものを使用した。本実施例で
使用する上型１と前記実施例１で使用した上型１との相
違点は、上型１に脱気用穴３１が形成されている点であ
る。

【００２４】本実施例の圧空溶着用型は、穴径１ｍｍの
脱気用穴３１を２箇所形成した。この脱気用穴３１は上
型１の台座部１７から凸部１６にかけて形成されてお
り、かつ外層１０の間隙２３と外気とを連通するように
形成されている。そのため、薄材４と外層１０との間に
多量に空気が存在していてもこの空気は外層１０のフラ
ンジ部２２と中央部２１との空隙２３を通って、前記脱
気用穴３１に抜けることができる。従って本実施例の圧
空溶着用型では、前記薄材４と外層１０との間に空気が
多量に残った状態で型を閉じても、残った空気により生
じる外観不良をより確実に回避することができる。

【００２５】（実施例３）本実施例の圧空溶着用型で
は、図３および図４に示すように、上型１の凸部１６に
沿って空気が通り抜けできる脱気用穴３１を設けた。こ
の脱気用穴３１は空隙２３と外気とを連通するように設
けられている。

【００２６】本実施例の圧空溶着用型３３では、実施例
２と同様の作用効果が得られた。

【００２７】但し、実施例２および実施例３において示
した脱気用穴３１は空気が抜けられるだけの非常に細い
ものである。従ってこの脱気用穴３１を設けることによ
って、上型１と蓋体３との密着性にはなんら影響を受け
ない。さらにこの脱気用穴３１は薄材４と外層１０との
間に存在する空気を取り除くことができればいいので、
少なくとも一箇所設ければよい。

【００２８】なお、前記実施例では蓋体３を製造する場
合を例にとったが、本実施例の圧空溶着用下型２および
圧空溶着方法は蓋体３に限らず、容器等にも実施可能で
ある。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の圧空溶着用下型は、基材に薄
材が重ね合わされてなる被溶着物の薄材に対して密着す
る端面を有する壁部と該壁部に囲まれた被溶着物との間
に空間を形成する凹部と、前記凹部に加圧気体を供給す
る供給路とを備えたので、機材に薄材を重ね合わせて下
型にセットすると、前記凹部が溶着すべき蓋体で密閉さ
れて、外部と遮断された空間を形成できる。そしてその
空間に前記供給路を介して加圧気体を満たすことによ
り、該空間に面した薄材全面を均一な圧力で加圧するこ
とができる。従って請求項１の圧空溶着用下型によれ
ば、薄材と外層とを全体に均一に圧着し溶着せしめるこ
とができ、外観が良好で溶着状態も良好な製品を得るこ
とができる。

【００３０】又、請求項１の圧空溶着用下型は、シリコ
ンゴムで薄材に圧力をかけるのではなく、加圧気体で薄
材に圧力をかけ、薄材と外層とを溶着させるので、薄材
には直に接するものがない。従って、請求項１の圧空溶
着用下型によれば、薄材の表面を荒すことがない。

【００３１】請求項２の圧空溶着方法では、外層に薄材
を重ね合せ、その後、薄材を加圧気体によって外層に圧
着させつつ、高周波誘導加熱により両者を溶着する。薄
材と外層とを圧接させるために用いた不定形の加圧気体
は熱による損傷および異物による損傷などを受けない。
従って、請求項２の圧空溶着方法では、従来、シリコン
ゴムが欠損する為に生じていた外観の不良や、溶着の不
良を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で使用した圧空溶着用型の要部を示す
断面図

【図２】実施例２で使用した圧空溶着用型の要部の一例
を示す断面図

【図３】実施例３で使用した圧空溶着用型の要部の一例
を示す断面図

【図４】実施例３で使用した圧空溶着用型の要部を下か
らみた図

【図５】本発明で溶着処理する対象とした蓋体を示す断
面視した斜視図

【図６】前記蓋体をなす薄材を示す断面図

【図７】従来の溶着用型の要部を示す断面図

【図８】従来の溶着用型で蓋体を形成したときに生じる
問題点を説明するための図

【符号の説明】

４・・ 薄材 １０・・ 基材 （外層） １１・
・ 供給路 ２７・・ 凹部 ２９・・ 壁部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材に薄材が重ね合わされてなる被溶着
   物の薄材に対して密着する端面を有する壁部と該壁部に
   囲まれた被溶着物との間に空間を形成する凹部と、前記
   凹部に加圧気体を供給する供給路とを備えたことを特徴
   とする圧空溶着用下型。
2. 【請求項２】 基材に薄材を重ね合せ、その後、薄材を
   加圧気体によって基材に圧接させつつ、高周波誘導加熱
   により両者を溶着することを特徴とする圧空溶着方法。