WO2004101416A1 - 熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法 Download PDF

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WO2004101416A1
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Susumu Yamane
Satoru Tajika
Tetsuya Marutani
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Sekisui Jushi Kabushiki Kaisha
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/37—Tapes

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a roll of a thermoplastic resin string, and more particularly, to a method of manufacturing a roll of a thermoplastic resin string without a core.
  • a method for manufacturing a wound body of a thermoplastic resin string having no core there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-134424.
  • a through-hole is provided in the superposed resin string inside the coil, and the resin string is connected by fusing the periphery of the writing through-hole.
  • a method of piercing and fusing in the diameter direction from the center of the coil using a heating needle during the winding process, and a method of ultrasonic welding are used. It has been disclosed.
  • the heating needle 109 is penetrated from the inside of the string 110.
  • the molten resin 103 that has melted enters the gap 105 around the through hole 101. Further, the non-penetrating portion 107 is easily formed. In this method, it is necessary to properly control many variables such as production atmosphere temperature, insertion time, and heater temperature in order to obtain an appropriate bonding strength (peel strength).
  • the ultrasonic welding method uses a horn 1 1 4 with a string 1 1 4 sandwiched between the horn 1 1 4 and the anvil 1 1 6 Ultrasonic vibration is applied to 10 and the frictional heat generated by this vibration forms the fused joint 1 1 2.
  • the horn 114 used in this method if the horn 114 has a large area in contact with the cord 110, the joining strength is too large and the cord does not peel off when the cord is pulled out from the reel. I can not use it. On the other hand, when this area is reduced, the peel strength decreases, and the string can be easily peeled at the time of drawing out the string.
  • the resin 103 pressed by the horn 124 or the horn 134 forces the volume of the horn inserted. , String 1 1 0-Enter between 110.
  • the infiltrated resin 103 is a factor that causes the peel strength to be excessive. Therefore, a configuration without an anvil is desired.
  • a configuration without an anvil for example, a configuration in which the horn 134 is inserted from the inside as shown in FIG. 11 is possible if the horn and the oscillator can be miniaturized.
  • the horn and the oscillator since it is necessary to adjust the insertion depth of the horns 134, it is rather preferable to insert the horn from the outside.
  • the number of the strings is three or more, it is necessary to consider that an interface 61 is easily formed between the molten portion and the string forming the drawn fiber layer.
  • the tip of the horn has a round shape as shown in FIG. 12, the resin pressed by the horn 115 easily enters between the cords 110-110. From this viewpoint, it is desirable that the tip of the horn be flat.
  • thermoplastic resin string used for packing if the packing material is heavy, a polyester string is used for this. It is, of course, important that the polyester string can withstand the weight of such packages.
  • thermoplastic resin string for example, a polypropylene string, a polyester string, or the like is used, and a configuration in which the characteristics and use of each material is considered is desired.
  • a polypropylene string, a polyester string, or the like is used, and a configuration in which the characteristics and use of each material is considered is desired.
  • the characteristics of this material and the problems when using it as a packing string are described below.
  • Table 1 below shows the properties of each of the polypropylene and polyester cords.
  • the diameter d of the through-hole of each string is 1 mm, and the width w of the string is 15.5 mm.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the characteristics of the polypropylene thermoplastic resin strings shown in Table 1
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the characteristics of the polyester thermoplastic resin strings shown in Table 1.
  • the polypropylene thermoplastic resin string As shown in Table 1, 1 mm (hole diameter a) Z l 5.5 While the strength of mm (band width b) is reduced, the strength of the polyester string is reduced by (1 mm or more / 5.5 mm), and the strength is reduced to the hole diameter or more.
  • the polypropylene thermoplastic resin string does not tear in the width direction because the fiberization proceeds in the longitudinal direction (L direction in FIG. 13) by stretching.
  • notch strength in the width direction is low because remarkable fiberization does not progress in the long direction even when stretched. As a result, as shown in FIG. 14, it is easy to tear in the width direction. Therefore, in a roll using a method of completely penetrating the polyester thermoplastic resin string, the string may be broken when the heavy package is tightened by a packing machine or when the heavy package is transported.
  • the thermoplastic resin cord of the thermoplastic resin cord does not have the inner surface of the coreless roll of the thermoplastic resin string collapsed and does not cause stringing or longitudinal tearing of the string during use. It is a first object to provide a method for manufacturing a coiled body. Furthermore, when a polyester string is used as the thermoplastic resin string, a coreless wound body that has a small decrease in tensile strength and can obtain an appropriate peel strength is realized. It is a second object of the present invention to provide a method of manufacturing a coreless wound body that can be smoothly pulled out of a roll. Disclosure of the invention
  • a method for manufacturing a wound body of a thermoplastic resin string comprises a plurality of core pieces arranged along a circumference, each of which is capable of moving back and forth in a diametrical direction.
  • the end of the thermoplastic resin string is used in a state where each core piece of the core is expanded in the diameter direction.
  • thermoplastic resin string is continuously wound to produce a rolled body. Insert the horn into the thermoplastic resin string and excavate while melting By, characterized by linking the thermoplastic resin cord of the plurality of layers.
  • a core piece having a groove formed on the outer surface side of each of the core pieces is used, and a plurality of through-holes penetrating the thermoplastic resin string covering the groove are formed by inserting the horn. It may be configured to be formed by excavating while melting the thermoplastic resin string of the layer.
  • the contact portion of the horn may be an outer peripheral surface of the plurality of layers of the thermoplastic resin string, and the excavation may be performed while melting from an outer peripheral side to an inner surface side of the thermoplastic resin resin string.
  • the horn in the method of forming a through-hole, it is preferable that the horn has a cylindrical shape and a diameter of 1 mm or less. This is because the peel strength of the string increases as the circumference of the horn increases, so that the string easily tears when the diameter exceeds 1 mm.
  • the horn is replaced with the plurality of layers.
  • the thermoplastic resin cord is inserted into one layer of the outer periphery of the thermoplastic resin cord, and the insertion depth is set to a depth that does not reach the thickness of the one layer of the thermoplastic resin cord. It may be configured to excavate while melting.
  • the penetration depth be 4 Z5 or less of the thickness of the thermoplastic resin string.
  • the horn has a cylindrical shape and a diameter of 2 mm or less. This is because when the diameter is 2 mm, it corresponds to the upper limit of the peel strength.
  • thermoplastic resin strings of the plurality of layers to be connected be two layers. This is because if a connection process is performed on three or more layers of thermoplastic resin strings, an interface is easily formed between the fused portion and the strings forming the drawn fiber layer, and this is avoided.
  • the tip surface of the horn is flat.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a main part of the first embodiment of the present invention over time.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the horn has penetrated the thermoplastic resin string in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a horn applied to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an operation explanatory view of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a wound body according to the first embodiment of the present invention over time.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the main part of the second embodiment of the present invention over time.
  • FIG. 7 is a diagram showing data for explaining the operation and effect of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing comparison data for explaining the operation and effect of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration in which the horn shape is a needle shape in the ultrasonic welding method including the anvil. '.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration in which the horn shape is cylindrical in the ultrasonic welding method including the anvil.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a manufacturing method in a case where three layers of thermoplastic resin strings are used in an ultrasonic welding method without an anvil.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a case where a horn having a rounded tip is applied in the ultrasonic welding method.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the characteristics of a polypropylene thermoplastic resin string.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the characteristics of a polyester thermoplastic resin string.
  • FIG. 15 is a view for explaining a method for producing a thermoplastic resin string using a conventional heating needle.
  • FIG. 16 is a view for explaining a method for producing a thermoplastic resin string using a conventional ultrasonic welding method.
  • the wound body manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention is formed by winding a plurality of thermoplastic resin strings in a state where a hollow portion is formed.
  • This thermoplastic resin string is made of a polypropylene olefin resin that has been stretched about 5 to 10 times and has significantly improved tensile strength, and the width of the thermoplastic resin string is about 10 mm to 20 mm and the thickness is about 10 mm to 20 mm. Those having a thickness of about 0.3 mm to l mm are usually used.
  • the thermoplastic effect may be any as long as the tensile strength is improved by stretching. It may be a ester or polyamide.
  • Such a thermoplastic resin string is wound into a single roll with a length of about 100 to 250 Om.
  • thermoplastic resin string is wound many times in a coil shape without a core, the thermoplastic resin strings superimposed near the winding start end are connected to each other to form a loop body.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the main part of the first embodiment of the present invention over time
  • FIG. 2 is a diagram showing the horn of the first embodiment of the present invention in which the horn is heat-resistant.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the plastic resin cord has been penetrated
  • FIG. 3 is a view showing a horn applied to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an operation explanatory view of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing the wound body according to the first embodiment of the present invention over time.
  • thermoplastic resin string 11 is wound using the core 2 and the ultrasonic welding machine 1.
  • This ultrasonic welding machine 1 is provided with a cylindrical horn 10 as shown in FIG.
  • the tip 10a of the horn 10 has a flat surface and a diameter of 1 mm or less is desirable. This is because, in the present embodiment, as the diameter increases, the circumference length increases and the peel strength increases. That is, if the diameter of the horn 10 exceeds l mm, the thermoplastic resin string is easily torn.
  • Horn 10 is made of titanium alloy and has excellent durability.
  • each of the cores 2 is composed of four core pieces 2 2—22 that can move back and forth in the diametric direction (S direction).
  • the outer surface of each of the core pieces 22 ′ ′ 22 has a structure in which a part of a cylindrical surface is formed.
  • Each core piece 2 2 ⁇ ⁇ 22 is a core piece provided with a groove 21 on the outer surface side.
  • the cavity 24 of the groove 21 has a size in which the tip of the horn 10 is accommodated when the horn 10 of the ultrasonic welding machine 1 penetrates the thermoplastic resin string 11. And constitute a horn tip receiving portion.
  • the ultrasonic welding machine 1 is provided with a cover 3 that covers the distal end.
  • the core pieces 22 to 22 are expanded in the diameter direction, and these core pieces 22 and 22 are arranged on substantially the same circumference.
  • the end of the thermoplastic resin string 11 is clamped and fixed in one of the gaps 26 of the core pieces 22... 22 by the string stopper 28, and is rotated in the direction of the arrow T to form the thermoplastic resin string. 11.
  • Roll 1 over and over multiple times in a coil to form two layers. Then, as shown in detail in FIGS.
  • the tip of the horn 10 of the ultrasonic welding machine 1 is connected to the two-layer thermoplastic resin string (1 1 a , lib) Groove 2 Ultrasonic vibration (15 to 60 kHz) is applied while pressing from the outer peripheral surface of the thermoplastic resin string (1 lb) at the position covering the groove 1 and two layers of thermoplastic resin
  • the horn 10 is inserted into the resin string (11a, lib), and the two layers of thermoplastic resin string (11a, lib) are excavated while melting to form a through hole 11c.
  • the through-holes 11c the drawn fiber layers of the two-layer thermoplastic resin string 11 are separated, and stringing does not occur.
  • thermoplastic resin string 11a only the resin 13 required for joining remains between the thermoplastic resin string 11a and the thermoplastic resin string 11b, and is unnecessary. Excess resin 13 a is extruded into the groove 21 of the core piece and discharged to the inside of the thermoplastic resin string 11. Through the above steps, the two layers of thermoplastic resin strings 11 are melt-bonded and connected.
  • the horn 10 is pulled out from the through hole 11c and returned to the original position.
  • the core 2 is slightly rotated, and the horns of the ultrasonic welding machine 1 are respectively positioned at different positions on the two-layer thermoplastic resin string 11 as shown in FIGS. 5 (c) to (e).
  • the two layers of thermoplastic resin strings 11 a, 11 b are fused and connected in the same manner as above.
  • thermoplastic resin string 1 1 After melting and joining a plurality of places at different positions of the thermoplastic resin string 1 1 As shown in FIG. 5 (f), by rotating the core 2 in the direction of arrow T, a predetermined length of thermoplastic resin string 11 is wound in a coil shape. This completes the roll 90 as shown in FIG. 5 (g). Thereafter, the core 2 is retracted in the direction of the arrow V and closed to take out the completed winding body 90.
  • the polyester string has the property that fiberization does not progress in the longitudinal direction, as does the polypropylene string, and thus the polyester string is easily torn in the width direction.
  • the method of welding such a polyester string using the ultrasonic welding machine 1 in the manufacturing process shown in FIG. 5 is different.
  • the horn 10 used here has a cylindrical shape, and has a flat end surface.
  • the diameter of the horn 10 is set to 2 mm or less in consideration of the upper limit of the peel strength.
  • An ultrasonic welding machine 1 equipped with such a horn 10 is used.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the main part of the second embodiment over time. Except for this welding step, the second embodiment is the same as the first embodiment, and therefore, the description is omitted.
  • the tip of the horn 10 of the ultrasonic welding machine 1 is attached to the outer peripheral surface of a thermoplastic resin string 11b wound around its core 2.
  • Ultrasonic vibration (15 to 60 kHz) is applied in the state where the horn is pressed from above, and the horn 10 is inserted only into the first layer thermoplastic resin string 11b.
  • the penetration depth h of the horn 10 is desirably 4 to 5 or less of the thickness of the thermoplastic resin string 11 b from the viewpoint of tensile strength.
  • the horn 10 is pulled out from the insertion hole 11d and returned to the original position.
  • thermoplastic resin strings 11a and 11b are formed between the thermoplastic resin strings 11a and 11b.
  • the core 2 is rotated in the direction of arrow T as shown in FIG. A length of thermoplastic resin string 11 is wound into a coil. This completes the roll 90 as shown in FIG. 5 (g). Then retract core 2 in the direction of arrow V. Then, the completed winding body 90 is taken out.
  • FIG. 7 shows the relationship between the ratio of the penetration depth of the horn to the thickness of the thermoplastic resin string and the tensile strength retention and peel strength in the manufacturing method according to the second embodiment.
  • the tensile strength of the welded portion of the polyester string in the automatic packing machine is about 90% of the material strength, and the practically necessary tensile strength retention rate is considered to be 90% or more.
  • the peel strength is preferably 200 gf or more and 1500 gf or less so as not to cause the roll to collapse. From this viewpoint, in the manufacturing method according to the second embodiment described above, the ratio of the penetration depth of the horn to the thickness of the thermoplastic resin cord is set to 0.8 or less, and if the ratio is 0.35 or more, the tensile It has been proven that there is little decrease in strength and that it has an appropriate peel strength.
  • the horn 10 used in the above embodiment has a configuration made of a titanium alloy, but is not limited to this, and may be made of a material such as iron. Industrial applicability
  • the method for manufacturing a coreless wound body of a thermoplastic resin string according to the present invention is capable of smoothly pulling out the string from the reel of the packing machine when the coreless wound body of the thermoplastic resin string does not collapse.
  • a coreless wound body of a thermoplastic resin string that does not cause stringing from the string surface or longitudinal tearing of the string.
  • a polyester string is used as the thermoplastic resin string, a coreless wound body with a small decrease in tensile strength and capable of obtaining an appropriate peel strength can be manufactured. Therefore, it is possible to use the thermoplastic resin cord up to the last part of the wound body, which is economical.
  • the production method of the present invention is applied to the material of the thermoplastic resin string. Therefore, it is useful in that it can be applied to the case where the object to be packed is heavy by applying it appropriately.

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Abstract

本熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法は、円周上に沿って配置され各々が直径方向に進退自在の複数のコア片からなり、それらコア片を直径方向に拡げた状態で、その各コア片の外面が円筒面の一部を形成するコアを用いる。そのコアの各コア片を直径方向に拡げた状態で、熱可塑性樹脂紐の端部を固定し、次いでコアを回転することにより熱可塑性樹脂紐をコア外周に複数回巻いた後、そのコアに巻かれた複数層の熱可塑性樹脂紐にホーンを介して超音波振動を与える。これより発生する摩擦熱による熱融着によって複数層の熱可塑性樹脂紐を連結した後、熱可塑性樹脂紐を連続的に巻くことにより巻体を製造する方法であり、ホーンを熱可塑性樹脂紐に挿入し、溶融しながら掘削することにより、複数層の熱可塑性樹脂紐を連結する。

Description

熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法 技術分野
本発明は、 熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法に関し、 詳しくは、 卷心のな い熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法に関する。 背景技術
巻心のない熱可塑性樹脂紐の卷体明を製造する方法としては、 特開 2 0 0 0 一 3 4 4 4 2 2公報に開示されたものがある。 の方法では、 コイル内側の 重ね合わせた樹脂紐に貫通孔を設け、 この書貫通孔の周縁部を融合することに より、 樹脂紐を連結する。 このように貫通孔を形成して、 融合する方法とし ては、 巻取り工程の途中で、 加熱針を用いコイル中心側から直径方向に貫通 ·融合させる方法や、 超音波溶接法によるものなどが開示されている。 加熱針を用いた方法では、 第 1 5図に示すように、 加熱針 1 0 9を紐 1 1 0内側から貫通さる。 この方法では、 溶け出した溶融樹脂 1 0 3が貫通孔 1 0 1の周辺部の隙間 1 0 5に入り込む。 また、 不貫通部 1 0 7が形成されや すい。 この方法においては、 適切な接合強度 （剥離強さ） を得るために、 生 産雰囲気温度、 挿入時間、 ヒーター温度などの多くの変動要因を適切に管理 する必要がある。
—方、 超音波溶接法は、 第 1 6図に示すように、 ホーン 1 1 4とアンビル 1 1 6の間に紐 1 1 0を 2枚以上挟み込んだ状態で、 ホーン 1 1 4により紐 1 1 0に超音波振動を与え、 この振動による摩擦熱で溶融接合部 1 1 2を形 成する。 この方法で用いるホーン 1 1 4については、 ホーン 1 1 4が紐 1 1 0と接触する面積が大きい場合には、 接合強度が大き過ぎてリールからの紐 繰り出し時に紐が剥離せず、 最後まで使用できない。 一方、 この面積を小さ くした場合には、 剥離強度は小さくなり、 紐繰り出し時に紐は容易に剥離で きるものの、 延伸繊維化層をなす紐 1 1 0の溶接接合部 1 1 2の界面におい て繊維化された樹脂が引っ張り出されるため、 スムーズな繰り出しができな い。 従って、 超音波溶接法を用いる場合、 こうした観点を考慮にいれた構成 を構築する必要がある。
また、 こうしたアンビルを備えた構成では、 第 9図及ぴ第 1 0図にあるよ うに、 ホーン 1 2 4あるいはホーン 1 3 4によって押された樹脂 1 0 3力 揷入されたホーンの体積分、 紐 1 1 0— 1 1 0間に入り込む。 この入り込ん だ樹脂 1 0 3は、 剥離強度が過度となる要因であることから、 アンビルのな い構成が望まれる。
一方、 アンビルがない構成、 例えば、 第 1 1図に示すような内側からホー ン 1 3 4を挿入する構成は、 ホーンや発振機が小型化できれば可能である。 しかし、 ホーン 1 3 4の挿入深さの調整が必要であるため、 外側からホーン を挿入する構成がむしろ好ましい。 また、 紐が 3層以上である場合、 溶融部 と延伸繊維層をなす紐との間に界面 6 1が形成されやすい点も考慮する必要 がある。
さらに、 ホーンの先端形状は、 第 1 2図に示すように丸い場合、 ホーン 1 1 5に押された樹脂は紐 1 1 0— 1 1 0間に入り込みやすくなる。 この観点 から、 ホーンの先端形状はフラットであることが望ましいといえる。
梱包に用いられる熱可塑性樹脂紐において、 その梱包物が重量物である場 合、 ポリエステル製紐がこれに使用される。 このポリエステル製紐は、 当然 ながら、 こうした梱包物の重量に耐え得ることが重要になる。
つまり、 熱可塑性樹脂紐のコアレス巻体は、 例えば、 ポリプロピレン製紐 、 ポリエステル製紐などが用いられるが、 それぞれの素材の特性及ぴ用途を 考慮した構成が望まれる。 以下にこの素材の特性及び梱包紐として使用する 場合の問題点を説明する。
下記表 1は、 ポリプロピレン製紐とポリエステル製紐のそれぞれの特性を 示す。 なお、 この各紐の貫通孔径 dは 1 mm、 紐幅 wは 1 5 . 5 mmである 。 第 1 3図は、 表 1に示すポリプロピレン製熱可塑性樹脂紐の特性を説明す るための図であり、 第 1 4図は、 表 1に示すポリエステル製熱可塑性樹脂紐 の特性を説明するための図である。 熱可塑性樹脂紐に貫通孔の周縁部を融合し、 接合させる方法を適用した場 合、 ポリプロピレン製熱可塑性樹脂紐では、 表 1に示すように、 1 mm (孔 径 a ) Z l 5 . 5 mm (バ ンド幅 b ) 分の強度が低下するのに対し、 ポリエ ステル製紐は （1 mm以上/ 5 . 5 mm) 分の強度が低下し、 孔径以上に 強度が低下する。 つまり、 ポリプロピレン製熱可塑性樹脂紐では、 延伸する ことにより、 長手方向 （第 1 3図中、 L方向） に繊維化が進んでいるため、 幅 方向に裂けることはない。 これに対し、 ポリエステル製紐では、 延伸しても長 手方向に顕著な繊維化が進まないため、 幅方向のノッチ強さが低い。 その結果 、 第 1 4図に示すように、 幅方向に裂けやすい。 従って、 ポリエステル製熱可 塑性樹脂紐を完全に貫通させる方法を用いた卷体では、 重量梱包物を梱包機に. よって引き締めを行なう時や重量梱包物の輸送時に紐が破断する虞がある。
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
本発明では、 上記した従来技術を鑑み、 熱可塑性榭脂紐のコアレス卷体 の内面の巻き崩れがなく、 使用時には紐表面からの糸引きや紐の縦裂けが発 生しない熱可塑性樹脂紐のコァレス卷体の製造方法を提供することを第 1の 目的とする。 さらに、 熱可塑性樹脂紐としてポリエステル製紐を適用した場 合、 引張強度の低下が少なく、 かつ適度な剥離強さを得ることができるコア レス卷体を実現し、 これにより、 紐を梱包機リールからスムーズに引き出す ことができるコアレス卷体を製造する方法を提供することを第 2の目的とす る。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明の熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法は 、 円周上に沿って配置され各々が直径方向に進退自在の複数のコア片からな り、 それらコア片を直径方向に拡げた状態で、 その各コア片の外面が円筒面 の一部を形成するコアを用い、 そのコアの各コア片を直径方向に拡げた状態 で、 熱可塑性樹脂紐の端部を固定し、 次いでコアを回転することにより熱可 塑性樹脂紐をコア外周に複数回巻いた後、 そのコアに巻かれた複数層の熱可 塑性樹脂紐にホーンを介して超音波振動を与え、 これより発生する摩擦熱に よる熱融着によつて当該複数層の熱可塑性樹脂紐を連結した後、 熱可塑性榭 脂紐を連続的に巻くことにょり卷体を製造する方法にぉぃて、 上記ホーンを 当該熱可塑性榭脂紐に挿入し、 溶融しながら掘削することにより、 当該複数 層の熱可塑性樹脂紐を連結することによって特徴づけられる。
この構成において、 上記各コァ片の外面側に溝を形成したコア片を用いる とともに、 この溝を覆う当該複数層の熱可塑性樹脂紐を貫通する貫通孔を、 上記ホーンを揷入して当該複数層の熱可塑性樹脂紐を溶融しながら掘削する ことにより形成する構成としてもよい。
この構成では、 複数層の熱可塑性榭脂紐をホーンが貫通することにより、 延伸繊維層が分断され、 糸引きが生じない。
さらに、 上記構成において、 上記ホーンの当接部は上記複数層の熱可塑性 樹脂紐の外周面とし、 熱可塑性樹脂樹脂紐の外周側から内面側に溶融しなが ら掘削してもよい。
この構成とすれば、 例えば第 4図に示すように、 接合に必要な樹脂量の榭 脂 1 3のみが紐 1 1 aと紐 1 1 bの間に残り、 不要な余剰樹脂 1 3 aはコア 片の溝内に押し出され、 紐 1 1の内側に排出される。
上記構成において、 貫通孔を形成する方法では、 上記ホーンの形状を円筒 形とするとともに、 その直径を l mm以下とすることが好ましい。 これは、 紐の剥離強さがホーンの周の長さが長くなるほど強くなるため、 直径が 1 m mを超えると紐が裂けやすくなることによる。
さらに、 上記の貫通孔を形成する構成に替え、 上記ホーンを、 上記複数層 の熱可塑性樹脂紐のうち外周の一層に揷入するとともに、 当該 1層の熱可塑 性樹脂紐の厚みに達しない深さとする挿入深さまで揷入することにより、 当 該熱可塑性樹脂樹脂紐を溶融しながら掘削する構成としてもよい。
この構成では紐に貫通孔が空いていないので、 引張強度の低下が少なく、 かつ適度な剥離強さも得られる。
さらに、 この構成では、 引張強度の観点から、 上記揷入深さを、 上記一層 の当該熱可塑性樹脂紐の厚みの 4 Z 5以下とすることがより好ましい。.
この構成において、 上記ホーンの形状を円筒形とするとともに、 その直径 を 2 mm以下とすることが好ましい。 これは、 直径を 2 mmとした場合、 剥 離強さの上限に対応することによる。
以上の構成、 すなわち貫通孔を形成する構成及び貫通孔を形成しない構成 のいずれにおいても、 連結すべき上記複数層の熱可塑性樹脂紐を 2層とする、 ことが好ましい。 これは、 3層以上の熱可塑性樹脂紐に対して連結処理を行 なうと、 溶融部と延伸繊維層をなす紐との間に界面が形成されやすくなるた め、 これを回避することによる。
また、 ホーンの先端面を平面とすることが好ましい。 このような構成とす れば、 溶融体積が略一定となり、 しかも紐間に入り込む樹脂は少なく、 溶着 部が安定して形成される。 また余剰樹脂を効率よく排出できる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1の実施形態の要部の構成を経時的に説明するため の図である。
第 2図は、 本発明の第 1の実施形態において、 そのホーンが熱可塑性樹脂 紐を貫通した状態を示す断面図である。
第 3図は、 本発明の実施形態に適用されるホーンを示す図である。
第 4図は、 本発明の第 1の実施形態の作用説明図である。
第 5図は、 本発明の第 1の実施形態の卷体の製造方法を経時的に示す図で ある。
第 6図は、 本発明の第 2の実施形態の要部の構成を経時的に説明するため の図である。
第 7図は、 本発明の第 2の実施形態の作用 ·効果を説明するためのデータ を示す図である。
第 8図は、 本発明の第 2の実施形態の作用 ·効果を説明するための比較デ ータを示す図である。
第 9図は、 アンビルを備えた超音波溶接法において、 ホーン形状を針状と した構成を説明するための図である。 ' .
第 1 0図は、 アンビルを備えた超音波溶接法において、 ホーン形状を円筒 状とした構成を説明するための図である。
第 1 1図は、 アンビルを備えていない超音波溶接法において、 熱可塑性樹 脂紐を 3層とした場合の製造方法を説明するための図である。
第 1 2図は、 超音波溶接法において、 先端形状が丸いホーンが適用された 場合を説明するための図である。
第 1 3図は、 ポリプロピレン製熱可塑性樹脂紐の特性を説明するための図 である。
第 1 4図は、 ポリエステル製熱可塑性樹脂紐の特性を説明するための図で ある。
第 1 5図は、 従来の加熱針を用いた熱可塑性榭脂紐の製造方法を説明する ための図である。
第 1 6図は、 従来の超音波溶接法を用いた熱可塑性樹脂紐の製造方法を説 明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施形態の製造方法によって製造される卷体は、 中空部が形成さ れた状態で、 熱可塑性樹脂紐が複数巻かれてなる。 この熱可塑性樹脂紐は、 5倍〜 1 0倍程度延伸されて引張強度が著しく向上されたポリプロピレンの ォレフィン系樹脂からなり、 熱可塑性樹脂紐の幅が 1 0 mm〜2 0 mm程度 、 厚みが 0 . 3 mm〜 l mm程度のものが通常よく用いられる。 熱可塑性榭 月旨としては、 延伸により引張強度が向上するものであればよく、 例えば、 ポ リエステルやポリアミド等であってもよい。 こうした熱可塑性樹脂紐を 1 0 0 0 m〜2 5 0 O m程度巻かれた状態で 1個の卷体とされる。 この卷体の寸 法は、 幅 1 0 O mn！〜 2 5 O mm、 内径 2 0 0 mm〜4 1 O mm、 外径 3 0 O mm〜6 5 0 mm、 重量 1 0 k g〜 2 5 k g程度となされている。 この熱 可塑性樹脂紐が巻心のない状態でコイル状に多数回卷かれた巻体は、 その卷 き始め端部近傍で重ね合わされた熱可塑性樹脂紐は相互に連結されて、 ルー プ体を形成する。
以下、 上記ループ体を形成する工程で超音波用溶接法を用いた実施形態を 図面に基づいて説明する。
く第 1の実施形態〉
第 1図は本発明の第 1の実施形態の要部の構成を経時的に説明するための 図、 第 2図は、 本発明の第 1の第 1の実施形態において、 そのホーンが熱可 塑性樹脂紐を貫通した状態を示す断面図、 第 3図は、 本発明の実施形態に適 用されるホーンを示す図、 第 4図は、 本発明の第 1の実施形態の作用説明図 、 第 5図は、 本発明の第 1の実施形態の卷体の製造方法を経時的に示す図で める。
この製造方法では、 コア 2と超音波溶接機 1を用いて、 熱可塑性榭脂紐 1 1の卷回を行う。 この超音波溶接機 1には、 第 3図に示すような円筒形をな すホーン 1 0が設けられている。 このホ ン 1 0の先端 1 0 aは平面をなし 、 直径は 1 mm以下が望ましい。 これは、 本実施の形態では、 直径が大きい ほど、 周の長さが長くなり、 剥離強さが強くなることによる。 つまり、 ホー ン 1 0の直径が l mmを超えると熱可塑性樹脂紐が裂けやすくなることによ る。 ホーン 1 0はチタン合金からなり、 耐久性に優れている。
以下に、 本製造方法を説明する。
まず、 第 5図 （a ) に示すように、 コア 2は、 円周上に沿って配置され、 各々が直径方向 （S方向） に進退自在の 4つのコア片 2 2— 2 2からなり、 それらコア片 2 2〜 2 2を直径方向に拡げた状態では、 その各コア片 2 2 '·· 2 2の外面が円筒面の一部を形成する構造となっている。 各コア片 2 2 · · · 2 2として、 それぞれ外面側に溝 2 1を設けたコア片を用いる。 第 1図及び第 2図に示すように、 溝 2 1の空洞部 24は、 超音波溶接機 1のホーン 1 0が 熱可塑性樹脂紐 1 1を貫通した際、 そのホーン 1 0の先端部分が収容される 大きさを有し、 ホーン先端受け部を構成している。 また、 この超音波溶接機 1には、 その先端部を覆うカバー 3が設けられている。
次に、 第 5図 （b) に示すように、 コア片 22〜 22を直径方向に拡げ、 これらのコア片 22 22を略同一円周上に配置する。 その後、 コア片 22 … 22の間隙のうち 1か所の間隙 26に、 熱可塑性樹脂紐 1 1の端部を紐止 め 28により挟んで固定し、 矢印 T方向に回転させて熱可塑性樹脂紐 1 1を 2層となるようコイル状に複数回重ねて巻く。 その後、 第 1図 （a) 〜 （c ) に詳細に示すように、 超音波溶接機 1のホーン 1 0の先端を、 そのコア 2 に卷かれた 2層の熱可塑性樹脂紐 （1 1 a, l i b) の溝 2 1を覆う位置か つ外側の熱可塑性樹脂紐 （1 l b) の外周面から押し当てた状態で、 超音波 振動 （1 5〜 60 kHz) を与え、 2層の熱可塑性樹脂紐 （ 1 1 a， l i b ) にホーン 10を挿入し、 2層の熱可塑性樹脂紐 （1 1 a， l i b) を溶融 しながら掘削して貫通孔 1 1 cを形成する。 貫通孔 1 1 cを形成することに より、 2層の熱可塑性樹脂紐 1 1の延伸繊維層が分断され、 糸引きが生じな い。
また、 第 1図 （c) (d) に示すように、 接合に必要な樹脂量の樹脂 1 3 のみが熱可塑性樹脂紐 1 1 aと熱可塑性榭脂紐 1 1 bの間に残り、 不要な余 剰樹脂 1 3 aはコア片の溝 2 1内に押し出され、 熱可塑性樹脂紐 1 1の内側 に排出される。 以上の工程により、 2層の熱可塑性樹脂紐 1 1を溶融接合し て、 連結する。
さらに、 第 1図 （e) に示すように、 ホーン 1 0を貫通孔 1 1 cから引き 出して元の位置に戻す。
この後、 コア 2をわずかに回転させ、 第 5図 （c) 〜 （e) の各図に示す ように、 2層の熱可塑性樹脂紐 1 1の異なる位置にそれぞれ超音波溶接機 1 のホーン 1 0の先端を押し当てて、 上記と同様、 2層の熱可塑性樹脂紐 1 1 a, 1 1 bを溶融接合して、 連結する。
このように熱可塑性樹脂紐 1 1の異なる位置の複数箇所を溶融接合した後 、 第 5図 （f ) に示すように、 コア 2を矢印 T方向に回転させることにより 、 所定長さの熱可塑性樹脂紐 1 1をコイル状に巻く。 これにより第 5図 （g ) に示すように、 卷体 9 0が完成する。 その後、 コア 2を矢印 V方向に後退 させ閉じることにより、 完成した巻体 9 0を取り出す。
<第 2の実施形態〉
この実施形態では、 重量物の梱包に使用される樹脂紐としてポリエステル 製紐を用いた場合の、 コアレス卷体の製造方法について説明する。
上記したように、 ポリエステル製紐は、 ポリプロピレン製紐のように、 長 手方向に繊維化が進まない特性をもつので、 幅方向に裂けやすい。 こうした ポリエステル製紐では、 第 5図に示した製造工程において、 超音波溶接機 1 を用いて溶接する方法が異なる。 ここで用いるホーン 1 0は、 その形状が円 筒形であり、 その先端面を平面としている。 また、 剥離強度の上限を考慮し て、 ホーン 1 0の直径を 2 mm以下としている。 このようなホーン 1 0を備 えた超音波溶接機 1を用いる。 第 6図に、 第 2の実施形態の要部の構成を経 時的に説明するための図を示す。 また、 この溶接工程以外は、 第 1の実施形 態と同様であるので、 説明は省略する。
この実施形態では、 第 6図 （a ) ， ( b ) に示すように、 超音波溶接機 1 のホーン 1 0の先端を、 そのコア 2に巻かれた熱可塑性樹脂紐 1 1 bの外周 面から押し当てた状態で、 超音波振動 （1 5〜6 0 k H z ) を与え、 1層目 の熱可塑性樹脂紐 1 1 bにのみホーン 1 0を揷入する。 このホーン 1 0の揷 入深さ hは、 熱可塑性樹脂紐 1 1 bの厚みの 4ノ5以下とすることが、 引張 り強度の面から望ましい。 さらに、 第 6図 （c ) に示すように、 ホーン 1 0 を挿入孔 1 1 dから引き出して元の位置に戻す。
以上の工程により、 熱可塑性樹脂紐 1 1 a , l i b間に溶融接合部 1 9が 形成される。
以上の接合工程を、 第 1の実施形態同様、 各コア片 2 2— 2 2で行った後 、 第 5図 （f ) に示すように、 コア 2を矢印 T方向に回転させることにより 、 所定長さの熱可塑性樹脂紐 1 1をコイル状に卷く。 これにより第 5図 （g ) に示すように、 卷体 9 0が完成する。 その後、 コア 2を矢印 V方向に後退 させ閉じることにより、 完成した巻体 9 0を取り出す。
図 7に、 第 2の実施形態による製造方法において、 熱可塑性樹脂紐の厚み に対するホーンの揷入深さの割合と、 引張り強さ保持率及ぴ剥離強さの関係 を示す。
ポリエステル製紐の自動梱包機における溶着部引張強さは、 素材強さの約 9 0 %程度であり、 実用上必要な引張り強さ保持率は 9 0 %以上と考えられ る。 また、 剥離強さは、 卷体の巻き崩れがないよう 2 0 0 g f 以上、 1 5 0 0 g f 以下とすれば問題がなく好ましい。 この観点から、 上記の第 2の実施 形態による製造方法では、 熱可塑性樹脂紐の厚みに対するホーンの揷入深さ の割合を 0 . 8以下としており、 かつ 0 . 3 5以上であれば、 引張り強度の 低下が少なく、 かつ適度な剥離強さであることが証明されている。
一方、 第 2の実施形態による製造方法において、 熱可塑性樹脂紐に貫通孔 を設けた場合、 ホーン径と引張り強さ保持率及び剥離強さの関係を示した図 8から明らかなように、 ホーン径によって適度な剥離強さは得られるものの 、 引張り強さ保持率の低下が著しく、 実用に則しない。
特に、 ホーン径が 0 . 5 mmを用いる場合には、 引張り強さ保持率及び剥 離強さに関し、 満足する値は全く得られない。
以上の実施形態に用いたホーン 1 0は、 チタン合金からなる構成を採用し たが、 これに限ることなく、 例えば鉄などの材質からなるものでもよい。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる熱可塑性樹脂紐のコアレス巻体の製造方法 は、 熱可塑性樹脂紐のコアレス巻体の内面の巻き崩れがなく、 使用時には紐 を梱包機リールからスムーズに引き出すことができ、 紐表面からの糸引きや 紐の縦裂けが発生しない熱可塑性樹脂紐のコアレス卷体を製造できる。 さら に、 熱可塑性樹脂紐としてポリエステル製紐を適用した場合においても、 引 張強度の低下が少なく、 かつ適度な剥離強さを得ることができるコアレス卷 体を製造できる。 従って、 熱可塑性樹脂紐の卷体最終部分まで使用が可能に なり、 経済的である。 また、 本発明の製造方法を、 熱可塑性樹脂紐の材質に よつて適宜適用することにより、 梱包対象を重量物とした場合にも対応でき る点で有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 円周上に沿って配置され各々が直径方向に進退自在の複数のコア片から なり、 それらコア片を直径方向に拡げた状態で、 その各コア片の外面が円筒 面の一部を形成するコアを用い、 そのコアの各コア片を直径方向に拡げた状 態で、 熱可塑性樹脂紐の端部を固定し、 次いでコアを回転することにより熱 可塑性樹脂紐をコァ外周に複数回巻いた後、 そのコアに巻かれた複数層の熱 可塑性樹脂紐にホーンを介して超音波振動を与え、 これより発生する摩擦熱 による熱融着によつて当該複数層の熱可塑性樹脂紐を連結した後、 熱可塑性 樹脂紐を連続的に巻くことにより卷体を製造する方法において、 上記ホーン を当該熱可塑性樹脂紐に挿入し、 溶融しながら掘削することにより、 当該複 数層の熱可塑性樹脂紐を連結することを特徴とする熱可塑性樹脂紐の巻体の 製造方法。
2 . 上記各コア片の外面側に溝を形成するとともに、 この溝を覆う上記複数 層の熱可塑性樹脂紐に上記ホーンを揷入し、 当該複数層の熱可塑性榭脂紐を 溶融しながら掘削することにより、 上記溝を覆う当該複数層の熱可塑性樹脂 紐を貫通する貫通孔を形成することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の 熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法。
3 . 上記ホーンの当接部は上記複数層の熱可塑性樹脂紐の外周面とすること を特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の熱可塑性樹脂紐の卷体 の製造方法。
4 . 連結すべき上記複数層の熱可塑性樹脂紐を 2層とすることを特徴とする 請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれかに記載の熱可塑性樹脂紐の卷体の製 造方法。
5 . 上記ホーンの先端面を平面とすることを特徴とする請求の範囲第 1項乃 至第 4項のいずれかに記載の熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法。
6 . 上記ホーンの形状を円筒形とするとともに、 その直径を l mm以下とす ることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 5項のうち、 いずれかに記載の 熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法。
7 . 上記ホーンを、 上記複数層の熱可塑性樹脂紐のうち外周の一層に揷入す るとともに、 当該 1層の熱可塑性樹脂紐の厚みに達しない深さとする挿入深 さまで挿入することにより、 当該熱可塑性樹脂樹脂紐を溶融しながら掘削す ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の熱可塑性樹脂紐の巻体の製造 方法。
8 . 上記揷入深さを、 上記一層の当該熱可塑性樹脂紐の厚みの 4ノ5以下と することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の熱可塑性樹脂紐の巻体の製 造方法。
9 . 連結すべき上記複数層の熱可塑性樹脂紐を 2層とすることを特徴とする 請求の範囲第 7項または第 8項のいずれかに記載の熱可塑性樹脂紐の卷体の 製造方法。
1 0 . 上記ホーンの先端面を平面とすることを特徴とする請求の範囲第 7項 乃至第 9項のいずれかに記載の熱可塑性樹脂紐の卷体の製造方法。
1 1 . 上記ホーンの形状を円筒形とするとともに、 その直径を 2 mm以下と することを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 1 0のうち、 いずれかに記載 の熱可塑性樹脂紐の巻体の製造方法。
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