JPH07132931A - 無極性物質を内層に含む有極性物質の高周波融着法、及びそれに用いる高周波融着装置、無極性物質、有極性物質、並びにこれらを用いた切刃付カートン - Google Patents

無極性物質を内層に含む有極性物質の高周波融着法、及びそれに用いる高周波融着装置、無極性物質、有極性物質、並びにこれらを用いた切刃付カートン

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JPH07132931A JP30082593A JP30082593A JPH07132931A JP H07132931 A JPH07132931 A JP H07132931A JP 30082593 A JP30082593 A JP 30082593A JP 30082593 A JP30082593 A JP 30082593A JP H07132931 A JPH07132931 A JP H07132931A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波により融着部材が表面に被着されたバ
ルカナイズドファイバーからなる切刃21と板紙22と
を融着させる。 【構成】 バルカナイズドファイバーの吸湿を防止する
無極性物質からなる融着部材が被着された切刃21と板
紙22とを高周波融着装置10の下刃15と発振ダイ1
2とにより所定の保持圧で挟持し、発振ダイ12から高
周波を照射する。これにより、バルカナイズドファイバ
ー及び板紙で内部発熱を生じさせ、この熱により融着部
材を軟化又は溶融させて融着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無極性物質を介して有
極性物質を融着させる高周波融着法及びそれに用いる高
周波融着装置、無極性物質、有極性物質並びにこれらを
用いた切刃付カートンに関する。
【0002】
【関連技術】一般に、厨房等において食品等を包装する
ためラッピングフィルムやアルミホイル等のクッキング
シートが用いられている。このクッキングシートは紙製
の容器等(以下、容器をカートンと称し、その材料であ
る紙を板紙と称す)に収納され、カートンに設けられて
いる切刃により所要量を裁断して利用されている。そし
て、クッキングシートを使い終わると当該カートンは一
般の可燃物と共に廃却される。しかし、近年リサイクル
運動の高揚に伴い、使用済みのカートンをそのまま捨て
る事が困難な状況に立ち至っている。即ち、一般にカー
トンに取付けられている切刃はステンレス等の金属から
なり、当該カートンを廃却するには金属製の切刃を紙製
のカートン本体から取りはずし、可燃物と不燃物とに分
離して廃却しなければならないためである。
【0003】そこで、本発明者は可燃性のバルカナイズ
ドファイバー(以下、単にVFと略記する)を切刃に適
用する発明を出願している(特願平5−220537号
参照)。VFは可燃性であるので分離廃却を要しない利
点がある反面、吸湿性を持つため厨房等の湿気の多い所
で使用すると吸湿膨張を起こし剥離する問題があった。
そこで当該発明ではポリエチレン等からなる防湿樹脂を
VFの表面に被着して耐水性を付与し、これを超音波融
着法により板紙に融着(以下の説明では溶着も融着に含
めて用いる)させている。
【0004】一般に、融着法にはヒートシールやインパ
ルスシール等の外部加熱融着法と超音波や高周波を用い
た内部加熱融着法がある。しかし外部加熱融着法は、融
着装置に熱が直接加わるので、部材裁断のための刃の噛
合わせが狂う等の問題があり、部材裁断に続けて融着を
行う場合には適さない。一方、VFに被着する防湿樹脂
として無極性物質であるポリエチレン、ポリプロピレン
等が融着強度の観点から好ましい。ところが、高周波融
着法は物質の双極子モーメントにエネルギーを与え、こ
のエネルギーが分散することにより温度上昇がもたらさ
れるのでポリエチレン、ポリプロピレン等の無極性物質
では加熱することができなかった。このため、特願平5
−220537号においては超音波融着法が採用されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
融着法では以下の問題があった。 1. 一般に超音波を射出するホーンの面積は小さく、こ
のため所定の面積を融着する場合は防湿樹脂と板紙とを
密接した状態でホーン下を移動させるか又はホーンを走
査させる必要があった。従って、VFと板紙とを密接し
た状態でホーン下を移動させる際には、融着すべき部分
を精密にホーン下に位置させねばならず、このため高価
な装置を必要とし、コストダウンの障害になっていた。 2. また、融着が十分な融着強度を得るためには融着時
に大きな保持圧を必要とし、この大きな保持圧のため部
材が窪む等の問題が有った。 そこで本発明は、このような問題が生じない無極性物質
を内層に含む有極性物質の高周波融着法及びそれに用い
る高周波融着装置、無極性物質、有極性物質、並びにこ
れらを用いた切刃付カートンを提供すること目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高周波融着法は、有極性物質からなる2枚
の板状部材を無極性物質からなる融着部材を介して積層
状態とすると共に所定の保持圧で保持し、該保持部に高
周波を照射して前記有極性物質に内部発熱を誘起させ、
該熱により前記融着部材を軟化若しくは溶融させて前記
2枚の板状部材を前記融着部材により融着させてなる、
ことを特徴とする。また本発明の高周波融着方法に用い
られる高周波融着装置としては、少なくとも一方に前記
融着部材が配設された前記2枚の板状部材のうち一方の
前記板状部材が給紙されて、その上方位置を規制すると
共に、中心部に高周波が射出される発信ダイを備えた上
部プレートと、該上部プレートの下方に固着された上刃
と、上下動可能に設けられて昇動した際に前記上刃と噛
み合い、当該上刃下に給送された前記他方の板状部材を
裁断する下刃とを有して、前記下刃が更に昇動して前記
発信ダイと前記2枚の板状部材を介して当節し、その後
前記発信ダイが高周波を射出してなる高周波融着装置に
おいて、前記下刃が絶縁特性の優れたシナジ−セラミッ
クよりなる、ことを特徴とする。なお、前記下刃が裁断
する前記板状部材は、バルカナイズドファイバーからな
る、ことを特徴とする。また、前記融着部材がポリエチ
レン又は変性ポリエチレンからなる、ことを特徴とし、
前記変性ポリエチレンにあっては、アイオノマー、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレー
ト、エチレン−メチルアクリレートのうちいずれか1つ
からなる。さらに、切刃付カートンとしては、板状部材
の一方が板紙からなり、かつ、他方の板状部材がバルカ
ナイズドファイバーからなると共に前記融着部材がポリ
エチレン又は変性ポリエチレンからなって切刃を構成
し、該切刃が前記板紙に高周波融着方法により融着され
てなることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の作用を説明する。一般に高周波電界環
境下に物質を置くと、物質の双極子モーメントが電界と
相互作用をしてエネルギーを得る。このエネルギーは格
子振動等を誘起して物質内に分散されて温度上昇をもた
らす。しかし全ての物質が高周波電界によって発熱する
わけではなく、発熱するのは外場により双極子モーメン
トが振動する有極性物質でポリエチレン、ポリカーボネ
ート、ポリプロピレンのような無極性物質では発熱しな
い。従って、このような物質を高周波により加熱して融
着させることはできない。
【0008】そこで本発明では、上述した無極性物質か
らなる融着部材を高周波により直接加熱するのでなく、
有極性物質である板状部材を加熱することにより間接的
に融着部材を加熱して融着させるものである。このよう
な方法を採用するならば、超音波融着法で生じる問題が
発生せず、かつ、融着部材が有極性物質に限定されなく
なる。
【0009】超音波融着法おける発熱は、融着する部材
間の摩擦面で発生し、融着部材内部等へ拡散する。従っ
て、大きな摩擦熱を発生させる必要があり、このため融
着時に加える保持圧を大きくしなければならなかった。
一方、高周波融着では、物質内部で発熱が起こるので、
大きな保持圧が不要であり、また熱の拡散等による融着
効率の低下を危惧する必要がなくなる。即ち、高周波に
より融着部材は発熱しないが、当該融着部材(厚み15μ
m 〜25μm) に比べ十分厚い板状部材(厚み0.25mm〜0.
45mm) が発熱し、その熱が融着部材に伝達される。発熱
は上述した様に板状部材全体で生じるので融着部材は容
易に軟化若しくは溶融するようになる。従って、融着時
に加える保持圧は超音波融着に比べ小さくてすむ。
【0010】融着部材として上記以外にホットタック性
に優れた変性ポリマーであるアイオノマー、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタアクリレート、エ
チレン−メチルアクリレートの適用が好適で有り、有極
性物質を用いても良いことは付言するまでもない。ま
た、高周波融着装置においては、高周波を発信させ、射
出させるために高電圧が必要になる。この観点から本発
明にかかる高周波融着法に適用されて好適な板状部材と
して可燃性であることは勿論であるが、絶縁耐圧の高い
材料が望まれる。このような材料としてバルカナイズド
ファイバーの適用が良好であり、また下切としてシナジ
ーセラミック等の絶縁材料を用いると良好である。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。図
1は高周波融着装置の断面模式図を示している。また図
2は、本発明に係る切刃付カートン5の部分斜視図を示
し、切刃21はバルカナイズドファイバー(VF)21
b(板状部材)の両面に防湿を兼ねると共に融着部材で
あるポリエチレン21aが被着されてなり、これが板紙
22(板状部材)に融着されて切刃付カートン5を構成
している。
【0012】VFは、木綿繊維又は化学パルプを原料に
して作成されるもので、可燃性を有すると共に高い絶縁
破壊特性を有している。表1はJIS規格(JIS C-211
1、 JIS C-2315) に準拠した大気中での絶縁破壊試験の
結果で、VFが他の材料に比べ特筆すべき絶縁特性を有
していることが理解できる。
【表1】
【0013】図1において高周波融着装置10は、高周
波の射出部である発振ダイ12(面積は可変である)、
融着時の板紙22の上部位置を規制する上部プレート1
3、該上部プレート13の中央部に配設された発振ダイ
12が融着部を所定圧で押圧すべく付勢するエアーシリ
ンダー11、下刃15が固着されて上下動する取付台1
6、融着部材21aが被着された板状部材23(以下本
実施例では融着部材21aとしてポリエチレンを用い、
板状部材23bとしてバルカナイズドファイバ−を用い
るのでこれらを防湿VFと称す)を支持するクランパ−
18、先の下刃15と噛合って防湿VF23を切断する
上刃19及び給紙された板紙22の先端下方位置を規制
するステージ20等を有している。そして、板紙22は
給紙ベルト14b及び給紙ローラ14aにより給紙さ
れ、防湿VF23はローラー対24により所定量づつ給
紙される。
【0014】なお、上記下刃15は絶縁耐圧の高いシナ
ジ−セラミックからなって、高周波放電等の事故を防止
している。このように、下刃15を絶縁物質とすること
により板状部材23として絶縁抵抗の高いVF以外のも
のの適用が可能になる。
【0015】上記構成において、板紙22に防湿VF2
3からなる切刃21を融着するには、図3に示す様に取
付台16を上昇させて切刃21が板紙22と接する様に
する。なお、取付台16が上昇する際には、下刃15と
上刃19とが噛合い、防湿VF23を裁断して切刃21
を切り出している。この後、エアーシリンダー11によ
り発振ダイ12を下降させて所定の保持圧が切刃21と
板紙22とに加わる様にし、高周波を出力(約3kWatt)
する。高周波により板紙22及びVF21bが加熱さ
れ、この熱が融着部材21aに伝わって当該融着部材2
1aが軟化又は溶融する。これにより、所定の保持圧の
もと板紙22とVF21bが融着される。
【0016】融着は以下の理由により達成される。即
ち、一般に板紙22の表面には微視的な凹凸が多数存在
する。この凹凸に軟化又は溶融した融着部材21aが圧
力(保持圧)により入り込み絡み合って融着する。この
保持力は超音波融着法では30kg/cm2程度必要なのに対
し、本実施例による高周波融着法では10kg/cm2程度で
良好な融着状態を達成することができた。
【0017】
【効果】以上説明した様に、高周波により融着部材が直
接加熱されなくても板紙やVFがその体積全体にわたり
加熱されるので、板紙とVFとを当該融着部材により融
着することが可能になった。また、高周波が射出される
発振ダイの面積が大きく、発熱が板紙やVFで生じ、そ
の熱により融着部材が軟化又は溶融するので精密な位置
合わせが不要となり、コストダウンが図られた。加え
て、融着が面融着となるので、融着面が美しくなると共
に、融着強度が向上した。また、下刃に絶縁材を用いた
ので高周波放電等の問題がなくなり安全性、及び製品の
歩留が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明に適用される高周波融着
装置の断面模式図である。
【図2】板紙に融着された切刃の様子を示す部分斜視図
である。
【図3】図1の高周波融着装置により切刃を融着してい
る状態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
5 切刃付カートン 12 発振ダイ 13 上部プレート 15 下刃 19 上刃 21 切刃 21a 融着部材 21b バルカナイズドファイバー(VF)(板状部
材) 22 板紙(板状部材) 23 防湿VF(板状部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 和志 静岡県富士市平垣300 本州製紙株式会社 富士加工事業所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有極性物質からなる2枚の板状部材を無
    極性物質からなる融着部材を介して積層状態とすると共
    に所定の保持圧で保持し、該保持部に高周波を照射して
    前記有極性物質に内部発熱を誘起させ、該熱により前記
    融着部材を軟化若しくは溶融させて前記2枚の板状部材
    を前記融着部材により融着させてなる、 ことを特徴とする無極性物質を内層に含む有極性物質の
    高周波融着法。
  2. 【請求項2】 少なくとも一方に前記融着部材が配設さ
    れた前記2枚の板状部材のうち一方の前記板状部材が給
    紙されて、その上方位置を規制すると共に、中心部に高
    周波が射出される発信ダイを備えた上部プレートと、該
    上部プレートの下方に固着された上刃と、上下動可能に
    設けられて昇動した際に前記上刃と噛み合い、当該上刃
    下に給送された前記他方の板状部材を裁断する下刃とを
    有して、前記下刃が更に昇動して前記発信ダイと前記2
    枚の板状部材を介して当節し、その後前記発信ダイが高
    周波を射出してなる高周波融着装置において、 前記下刃が絶縁特性の優れたシナジ−セラミックよりな
    る、 ことを特徴とする請求項1記載の高周波融着法に用いら
    れる高周波融着装置。
  3. 【請求項3】 前記下刃が裁断する前記板状部材は、バ
    ルカナイズドファイバーからなる、 ことを特徴とする請求項2記載の高周波融着装置に用い
    る有極性物質。
  4. 【請求項4】 前記融着部材がポリエチレン又は変性ポ
    リエチレンからなる、 ことを特徴とする請求項1記載の高周波融着法に用いら
    れる無極性物質。
  5. 【請求項5】 前記変性ポリエチレンが、アイオノマ
    ー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタア
    クリレート、エチレン−メチルアクリレートのうちいず
    れか1つからなる、 請求項4記載の高周波融着法に用いられる無極性物質。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の板状部材の一方が板紙か
    らなり、かつ、他方の板状部材が請求項3記載のバルカ
    ナイズドファイバーからなると共に前記融着部材が請求
    項4又は5記載のポリエチレン又は変性ポリエチレンか
    らなって切刃を構成し、該切刃が前記板紙に請求項1記
    載の高周波融着方法により融着されてなることを特徴と
    する切刃付カートン。
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