KR20030019114A - 초음파 혼 및 이를 갖는 초음파 용착 작동 조립체 - Google Patents

Abstract

개봉용 테이프의 강도를 저하시키지 않으면서 필름에 용착할 수 있는 초음파 혼 및 이것을 갖는 초음파 용착 작동 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

포장재로서의 필름의 포장 후의 개봉용 테이프를 초음파 용착하기 위해 앤빌(2)과 협동하는 초음파 혼(1)에 있어서, 앤빌(2)에 접하는 혼(1)의 선단면에, 시일선 형성을 위해 적어도 하나의 돌조를 갖는 시일 돌조부(3)가 형성되어 있다.

Description

초음파 혼 및 이를 갖는 초음파 용착 작동 조립체{ULTRASONIC HORN AND ULTRASONIC WELDING OPERATION ASSEMBLING UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은 포장체를 형성하는 필름에 상기 포장체의 개봉용으로서 사용되는 테이프를 초음파 용착하기 위한 초음파 혼 및 이를 갖는 초음파 용착 작동 조립체에 관한 것이다.

테이프가 필름에 용착되는 관계상, 필름과 동일 재료로 만들어져 있지만, 개봉시의 강도가 요구되는 점 때문에 상기 필름보다도 두꺼운 것이 사용된다.

포장체가 예를 들어, 소세지인 경우, 테이프가 포장체의 길이 방향에 따라서 거의 전체 길이에 걸쳐 있는 종방향 절단 테이프인 경우와, 주위 방향에 설치된 횡방향 부착 절단 테이프(간단히, 테이프편이라 함)인 경우가 있다. 횡방향 부착 절단 테이프인 경우, 도3과 같이 테이프편(51)은 소세지 등의 포장체(5)의 단부에 주위 방향으로 부착되어 있다. 테이프편(51)은 포장체(5)의 주위 방향으로 연장되어 있어서 특정 시일선(52)의 부분에서 포장체(5)의 필름과 용착되어 있다. 따라서, 개봉 시에는, 테이프편(51)의 비용착부분, 많은 경우에 단부를 손가락으로 잡고 화살표 방향으로 당겨 올려서, 강하게 당김으로써 포장체(50)의 필름이 주위 방향으로 찢어져서 개봉된다. 이 시일선(52)의 형태는 여러가지로 실시되고 있고 예를들어, 도4의 (a) 및 (b)와 같은 것이다.

종방향 절단 테이프는 띠 형상 필름을 내용물 충전을 위해 통형으로 형성할 때에 주행하는 통형 필름을 따라 테이프를 용착할 수 있고, 안정된 용착을 얻을 수 있지만, 테이프는 소세지의 전체 길이에 걸쳐 필요하게 되어 비경제적이다. 이런 점, 횡방향 부착 절단 테이프는 테이프편이 짧아서 경제적이지만, 테이프는 용착 시에 필름과 동기한 운동이 필요하게 되고, 그 기구가 복잡하게 된다.

한편, 테이프의 필름으로서 용착(시일)을 위한 가열에는, 여러가지 방식, 예를 들어, 고주파 시일, 초음파 시일이 알려져 있다. 테이프의 필름으로의 용착 강도를 충분히 확보하기 위해서, 용착 수단에 설치된 선형상의 시일 돌조부에 의해 테이프를 필름으로 국부적으로 압박하여 도3 및 도4처럼 시일 선을 형성하는 것이 행해지고 있고, 이 시일 돌조부는 시일 디자인으로 불려지고 있다. 고주파 시일에서는 스파크를 일으키기 쉽고, 이 스파크에 의한 폐해를 피하기 위해서 시일 디자인의 형태에 제약이 생기고, 설계가 어렵다. 그래서, 스파크라는 문제를 갖지 않는 초음파 시일이 넓게 행해지고 있다.

초음파 시일은 초음파 혼과 필름 및 테이프를 혼에서 협동하여 끼워 압박하는 앤빌에 의해 행해진다. 포장기의 구조상, 혼이 필름 측에, 그리고 앤빌이 포장체의 외측으로 되는 테이프측에 위치한다. 이러한 혼과 앤빌을, 예를 들어, 도3과 같이 시일 선을 형성하는 경우에 대해서 도시하면, 도5와 같이 된다.

도5에 있어서, 혼(60)은 앤빌(61)에 대향하는 하면은 평탄하게 되어 있고, 앤빌(61)에 타원형의 시일 돌조부(61A)가 설치되어 있다. 그리고, 필름(53)측에혼(60)을, 테이프편(51)측에 앤빌(61)을 배치하고, 혼(60)과 앤빌(61)의 사이에서 필름(53)과 테이프(51)를 끼워 압박하여 가열한다. 테이프편(51)은 상기 시일 돌조부(61A)에서 필름(53)에 확실하게 용착되어 시일선이 형성된다.

종래 시일 돌조부는 앤빌에 설치되어 있고, 이렇게 함으로써, 테이프가 필름에 확실하게 압박되어서, 강도가 충분한 용착이 얻어진다고 믿어져 왔다.

그러나, 이러한 종래의 방식에서는, 앤빌의 시일 돌조부에 의해 테이프가 국부적으로 가열되기 때문에 필름보다 먼저 용해되어 취약한 부위가 생기기 쉽고, 필름이 주행 중에 혹은 후에 테이프를 거쳐 외력을 받을 때, 핀홀 등을 생기게 하기 쉽게 되고, 개봉 시의 테이프의 강도상 그리고 내용물으로의 세균의 침입 가능성이 있는 점 때문에도 바람직하지 않는 상태를 생기게 하는 경우가 있었다.

이와 같은 사정을 감안하여, 본 발명은 포장체에 핀홀 등이 생기는 일 없이 테이프의 용착 강도를 확보할 수 있는 초음파 용착을 위한 혼 및 이를 갖는 용착 작동 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1의 (a)는 본 발명의 일실시 형태로서의 혼 및 앤빌을 필름 및 테이프의 관계로 도시한 정면도이고, 도1의 (b)는 혼의 사시도.

도2는 본 실시형태에 의한 테이프편에 형성된 시일선을 도시하며, (a)는 도1의 혼에 의해 형성된 시일선, (b) 내지 (d)는 다른 형태의 혼에 의해 형성된 시일선을 도시한 도면.

도3은 종래의 장치에 의해 용착되는 테이프편을 갖는 포장체의 사시도.

도4의 (a) 및 (b)는 종래의 다른 형태의 포장체를 도시한 도면.

도5는 도1의 포장체에 용착된 테이프편의 시일선을 형성하기 위한 혼과 앤빌을 도시한 종래 장치의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 초음파 혼

2 : 앤빌

3 : 시일 돌조부

4 : 시일선

T : 테이프편

F : 필름

50 : 포장체

51 : 테이프편

본 발명에 관한 초음파 혼은 포장체로서의 필름에 포장 후의 개봉용 테이프를 초음파 용착하기 위해 앤빌과 협동한다.

이러한 초음파 혼에 있어서, 본 발명은 앤빌에 접하는 혼의 선단면에 시일선 형성을 위해 적어도 하나의 돌조를 갖는 시일 돌조부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 시일 돌조부의 형태는, 예를 들어 직선, 곡선, 이들 양자의 조합등, 자유이고, 그 수도 단수, 복수로 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 국부적으로 가열하는 시일 돌조부가 필름측에 위치하는 혼에 설치되어 있으므로, 필름이 테이프편 보다도 먼저 용해되어 테이프편에 용착된다. 따라서, 테이프편이 먼저 용해되어 핀홀이나 과도하게 얇은 막에 의한 취약부를 형성하지 않게 된다. 즉, 테이프의 강도는 그대로 유지된다. 필름은 다소 취약 부위가 생기더라도, 테이프가 필름과 용착되어서 이를 보완한다.

본 발명의 초음파 혼은 앤빌과 초음파 용착 작동 조립체를 구성하지만, 그 경우, 앤빌은 혼과 접촉하는 선단면이 평탄면으로 되어 있거나, 혹은 상기 선단면에 로레트 눈이 형성되어 있다.

앤빌에 로레트 눈이 형성되어 있으면, 테이프가 어긋나지 않으므로, 필름과의 상대 위치 어긋남이 없어지고, 주름 등이 없는 바람직한 용착이 된다. 이 로레트 눈은 어긋남 방지에 효과가 있지만, 테이프에 넓게 균일하게 닿아 있으므로, 국부 가열을 행하지 않는 시일 돌조부처럼, 테이프를 먼저 용해시키는 일이 없다.

본 발명에 있어서, 앤빌은 혼의 시일 돌조부의 형성 영역 외에 대응하는 위치에 테이프를 흡착 보유 지지하기 위한 흡인구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 흡인구에서의 테이프의 보유 지지에 의해, 필름과의 사이의 어긋남의 발생을 보다 확실히 방지할 수 있다.

이하 첨부 도면인 도1 및 도2에 기초하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도1에 있어서, (a)는 필름과 테이프편의 용착 직전에 있어서 초음파 혼과 앤빌로부터 이루어지는 초음파 용착 작동 조립체를 도시하는 정면도이고, (b)는 상기혼의 용착 선단면을 도시하는 사시도이다.

도1의 (a)에서, 내용물이 충전된 포장체로 되는 용착 가능한 필름(F)이 화살표 A 방향으로 주행하고 있다. 도시한 예의 경우, 상기 필름(F)은 평면상이고, 2매의 필름이 밀착하여 1 매의 필름상으로 되어 있거나 또한 1 매의 평탄한 필름이다. 필름(F)에 용착된 테이프 혹은 테이프 편(T)은 통상 필름(F)과 동질의 재료이다.

필름(F)의 양측에는, 초음파 용착을 위해 혼(1)과 앤빌(2)이 배치되어 있고, 앤빌(F)의 방향으로 상대하여 접촉 및 분리 동작이 가능하게 되어 있다. 도1의 (a)에서, 필름(F)에 용착되어야 하는 테이프 혹은 테이프편(T)은 필름(F)과 앤빌(2)과의 사이에 위치되어 있다. 혼(1)과 앤빌(2) 그리고 테이프편(T)은 용착 순간에 앤빌(F)과의 화살표 A 방향의 상대 속도는 없다. 즉, 상기 순간에 필름(F)이 정지하거나 혹은 일정 속도로 주행하는 필름(F)에 대해, 혼(1)과 앤빌(2) 그리고 테이프편(T)이 상기 순간에 동기하여, 동일 속도로 이동한다.

본 실시 형태에서는 앤빌(2)의 상면, 즉 혼(1)에 대향하는 면은 평탄면이지만, 면 전체에 거의 균일하게 형성된 로레트 눈을 갖는 면으로 되어 있다.

한편, 혼(1)은 도1의 (b)에 예시한 바와 같이, 중앙 직선상의 시일 돌조부(3)가 설치되어 있다. 이 시일 돌조부(3)는 시일 디자인으로 불리우고, 직선, 곡선, 혹은 이들 양자의 조합 등, 여러가지 형태로 하는 것이 가능하다. 시일 돌조부 자체는 공지되어 있지만, 종래 이것은 앤빌에 설치되어 있고, 본 발명의 특징은 이 시일 돌조부(3)를 혼(1)에 설치한 것에 있다.

이러한 혼(1) 및 앤빌(2)에 의해, 필름(F) 및 테이프편(T)을 끼워 압박하면, 초음파 에너지는 혼(1)의 시일 돌조부(3)에 집중하고, 이 시일 돌조부(3)에 접하는 부분에서 필름(F)을 국부 가열한다. 따라서, 이 부분은 테이프(T) 보다도 먼저 용융되고, 상기 테이프(T)에 용착되게 된다. 그리고 도2의 (a)와 같이 테이프(T)에 직선상의 시일 선(4)이 확실하게 형성된다. 테이프(T)는 필름(F)에 비해서, 용융의 시기가 느린 점 및 그 때문에 온도도 필름(F)과 같이 상승하지 않는 점에 기인하여, 용착 후에도 그 두께는 균일하게 유지되고 있고, 그 결과, 개봉용 테이프편으로서의 소정 강도가 유지되고 있다. 한편, 필름(F)은 상술한 바와 같이, 테이프편보다도 먼저 용융되므로, 국부적으로 얇게 되어 취약 부분이 생긴다. 그러나 포장체로서는 테이프편이 이 부분을 확실히 보강하고 있고, 개봉 시에는 오히려 그 필름의 취약 부분이 필름을 찢어지게 하는 것을 용이하게 한다.

혼의 시일의 돌조부는 도1 및 도2의 (a)의 예에 한정되지 않고, 예를 들어 도2의 (b) 내지 도2의 (d)와 같이 여러가지 형태로 하는 것이 가능하다. 종래, 앤빌에 형성되어 있는 여러가지 형태의 공지의 시일 돌조부를 그 상태로, 본 발명의 혼에 적용하는 것이 가능하다. 도2의 (b) 내지 도2의 (d)는 테이프 편으로 형성된 시일선을 도시하고 있지만, 시일 돌조부는 그 시일 선과 동일 형태의 것으로 된다.

본 실시 형태는, 테이프 편의 용착에 적합한 예로서 도시하고 있지만, 본 발명은 종방향 절단 테이프에도 적용할 수 있다. 중요한 것은 용착되는 절단 테이프 강도를 저하시키지 않고 일 없이 필름에 용착되는 것이 목적이고, 본 발명은 양 종류의 절단 테이프에 대해서 그 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 앤빌에 테이프를 보유 지지하는 흡인구가 설치되어 있도록 하는 것도 가능하다. 이 흡인구에 의한 테이프의 보유 지지에 의해, 테이프는 필름에 대해서 어긋나는 일이 없어져 안정된 용착을 가능하게 한다. 상기 흡인구는 이미 설명한 로레트 눈과 함께 설치되면 보다 바람직하다. 상기 흡인구는 혼의 돌조부의 형성 영역 외에 설치하는 것이 안정된 보유 지지의 관점에서 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 포장체를 형성하는 필름에 개봉용의 테이프를 초음파 용착할 때에 필름측에 배치된 초음파 혼에 시일 디자인으로서 시일 돌조부를 설치한 것으로 했기 때문에, 혼과 앤빌과의 사이에서 필름과 테이프의 협지 압박시에 필름 측으로부터 용착하고, 그 결과, 테이프에 취약 부분이 생기는 일이 없고, 개봉시의 테이프 강도는 충분히 유지되고 있고, 또한 필름 주행 시 혹은 포장 후에 테이프를 거쳐 외력을 받아도 핀홀 등이 생기는 일이 없게 된다.

Claims (3)

1. 포장재로서의 필름에 포장 후의 개봉용 테이프를 초음파 용착하기 위해 앤빌과 협동하는 초음파 혼에 있어서,

   앤빌에 접하는 혼의 선단면에, 시일선 형성을 위한 적어도 하나의 돌조를 갖는 시일 돌조부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
2. 제1항의 혼과 앤빌을 갖고, 앤빌은 혼과 접촉하는 선단면이, 평탄면으로 되어 있거나 혹은 상기 선단면에 로레트 눈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용착 작동 조립체.
3. 제2항에 있어서, 앤빌은 혼의 시일 돌조부의 형성 영역 외에 대응하는 위치에, 테이프를 흡착 보유 지지하기 위해 흡인구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용착 작동 조립체.