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KR0181350B1 - 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법 및 그 제조장치 Download PDF

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Publication number
KR0181350B1
KR0181350B1 KR1019940035885A KR19940035885A KR0181350B1 KR 0181350 B1 KR0181350 B1 KR 0181350B1 KR 1019940035885 A KR1019940035885 A KR 1019940035885A KR 19940035885 A KR19940035885 A KR 19940035885A KR 0181350 B1 KR0181350 B1 KR 0181350B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultrasonic
outlet stopper
bag
seal
self
Prior art date
Application number
KR1019940035885A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950017663A (ko
Inventor
타다오 타카가키
야스오 노구치
코지 카타야마
Original Assignee
엔다 나오토
스미토모베크라이트 가부시기가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP5348634A external-priority patent/JPH07187202A/ja
Priority claimed from JP6118708A external-priority patent/JPH07323478A/ja
Application filed by 엔다 나오토, 스미토모베크라이트 가부시기가이샤 filed Critical 엔다 나오토
Publication of KR950017663A publication Critical patent/KR950017663A/ko
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Abstract

(a) 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대를 공급해서 수직으로 유지하는 공정,
(b) 이 자립성포대의 개구부를 개구하는 공정,
(c) 이 자립성포대에 내용물을 충전하는 공정,
(d) 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼를 개구부에 공급하는 공정,
(e) 출구스토퍼본체의 주형플랜지의 측면을 자립성 포대의 개구부내면에 용착하는 공정을 가진 자립성포장체의 제조방법이 기재되어 있다.
이들 공정은 (a), (b), (c), (d), (e)의 순으로 계속해서 행해진다. 또한, 공정(a)내지(e)에 대응하는 기구를 가진 장치가 기재되어 있다. 내용물이 충전된 출구스토퍼부자립성포장체는 높은 생산성을 가지고 제조될 수 있다. 또, 자립성포장체의 형태는 자유로이 선택될 수 있다. 시일타임은 중래의 히트시일공정의 그것보다 짧다. 시일면에 이물질이 존재할 때라도 시일은 확실하게 행해질 수 있다. 이와 같이 제조된 자립성포장체는 시일안정성이 뛰어나고, 구조가 단순하며, 포장체의 맨위에 출구스토퍼를 구비하고 있어 취급하기가 용이하다.

Description

출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법 및 그 제조장치
제1도는 종래의 출구스토퍼부자립성포대의 측면도.
제2도는 종래의 출구스토퍼부자립성포대의 측면도.
제3도는 종래의 출구스토퍼부자립성포대의 측면도.
제4도는 종래의 출구스토퍼부자립성포대의 측면도.
제5도는 출구스토퍼의 사시도.
제6도는 포장포대에 출구스토퍼를 용착하는 전후를 표시한 사시도.
제7도는 히트시일에 의한 출구스토퍼용착을 표시한 사시도.
제8도는 자립성포장체의 측면도.
제9도는 본 발명의 자립성포장체의 제조방법을 표시하는 설명도.
제10도는 출구스토퍼본체의 부분단면도.
제11도는 제10도의 출구스토퍼본체의 저면도.
제12도는 제10도의 출구스토퍼본체의 C-C선 평면도.
제13도는 제10도의 출구스토퍼본체의 용착리브부의 상세도.
제14도는 본 발명에 의한 초음파작동기와 앤빌과의 조합의 경우의 초음파방식의 출구스토퍼용착부의 실시태양을 표시하는 사시도.
제15도는 본 발명에 의한 초음파작동기 2대 및 초음파발진기 2대의 경우의 초음파방식의 출구스토퍼용착부의 실시태양을 표시하는 사시도.
제16도는 본 발명에의한 초음파작동기 2대 및 전환형초음파발진기 1대의 경우의 초음파방식의 출구스토퍼용착부의 실시태양을 표시한 사시도.
제17도는 혼의 실시태양을 표시하는 정면도 및 측면도.
제18도는 앤빌의 실시태양을 표시하는 정면도 및 측면도.
제19도는 본 발명의 자립성포장체의 제조방법을 표시하는 설명도.
제20도는 본 발명의 자립성포장체의 제조방법을 표시하는 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 출구스토퍼본체 2 :주입출구
3 : 출구스토퍼 4 : 개구부
5 : 캡 6 : 출구스토퍼시일부
7 : 주형플랜지 8 : 용착리브
9 : 포장포대 10 : 시일판
11 : 시일판 12 : 직선부
13 : 열판 14 : 열판
15 : 사이드시일선 16 : 선형상홈 및 선형상리브
17 : 히트시일선 18 : 히트시일선
19 : 만곡부 20 : 매거진
21 : 자립성포대 22 : 그리퍼
23 : 진공식흡판 24 : 공기흡입노즐
25 : 정량공급장치 26 : 나사부
27 : 출구구멍 28 : 상단부
29 : 플랜지단부 30 : 플랜지단부
31 : 시일귀부 32 : 용착베이스
33 : 산형형상부 34 : 곡형형상부
35 : 공간부 36 : 보강리브
37 : 보강리브접속개소 38 : 접합부
39 : 파지플랜지 40 : 용착장치
41 : 초음파작동기 42 : 앤빌
43 : 초음파진동자 44 : 부스터
45 : 혼 46 : 작업단
47 : 고주파케이블 48 : 초음파 발진기
49 : 받침부 50 : 앤빌본체
51 : 시일대상부 52 : 한시타이머
53 : 초음파작동기 54 : 초음파진동자
55 : 부스터 56 : 혼
57 : 고주파케이블 58 : 초음파발진기
59 : 한시타이머 60 : 작업단
61 : 초음파작동기 62 : 초음파진동자
63 : 고주파케이블 64 : 전환형 초음파발진기
65 : 한시타이머 66 : 한시타이머
67 : 상단측 68 : 나사부
69 : 하단측 70 : 혼산형형상부
71 : 혼곡형형상부 72 : 앤빌산형형상부
73 : 앤빌곡형형상부 74 : 냉각장치
75 : 로울 76 : 원단필름
77 : 저부펀치천공공정 78 : 원단이송공정
79 : 저부절입공정 80 : 저부시일공정
81 : 사이드시일공정 81 : 펀칭공정
본 발명은 액상물을 충전하기 위해서 사용되는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 내면에 열가소성수지로 이루어진 시일층을 가진 자립성포대를 수직으로 유지하고, 개구부를 개구해서 내용물을 충전한 후, 열가소성수지로 이루어진 출구스토퍼를 개구부에 공급하여 용착함으로써 얻어지는 자립성포장체의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다. 본 발명은 자립성포대에 고속으로 내용물을 충전하는 것이 가능하며, 자립성포대시일층과 출구스토퍼를 초음파진동에 의해 용착함으로써 시일안정성이 뛰어나고, 단시간 용착을 가능하게 하고, 또한, 시일면에 이물질이 존재하고 있어도 확실하게 시일되는 출구스토러부포장체의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
종래, 유리제 또는 경질의 프라스틱제 병 등에 충전해서 판매하고 있던 상품, 예를 들면, 우유, 장유, 유, 화장품류 등의 액체 혹은 슬러리 형태 상품이, 최근, 종이제판지, 얇은 플라스틱시트제병, 플라스틱필름제의 포대(파우처)에 포장해서 판매되도록 되어 있다.
출구스토퍼는 종이제판치 및 얇은 플라스틱제병에 부착되어 있다. 출구스토퍼로부터 내용물을 필요량만큼 그때마다 사용한 후, 출구스토퍼를 닫아서 보존하고 있다. 또한, 파우치포대에도 출구스토퍼를 장착한 것이 사용되고, 또 사용시의 취급을 용이하게 하기 위해서, 포대에 내용물을 충전한 포장체가 테이블위 등의 평면에 자립하는 것이 제조되고 있다.
출구스토퍼를 가진 자립성포장체로서는 포장체의 맨위중앙에 출구스토퍼가 있는 것이 바람직하다. 현재 제1도(일본국 실용신안공개소60(1985)-139754호 공보)나 제 2도(일본국 실용신안공개소 63(1988)-76653호 공보)와 같은 출구스토퍼를 가진 자립성포장체가 제조되고 있다. 그러나, 제1도, 제2도의 자립성포장체의 경우, 출구스토퍼본체(1)의 벌키성이 자립성포대의 공급공정에서 문제를 일으키고 또, 통상 출구스토퍼본체(1)의 주입출구(2)는 작아서, 이 주입출구로부터 내용물을 충전하는 속도가 현저하게 늦어, 생산성을 높이기가 어렵다고 하는 문제가 있다. 충전속도를 빠르게 해서 생산성을 개선하기 위해, 제3도, 제4도와 같이 출구스토퍼(3)과는 별도로 큰 개구부(4)를 형성해서, 내용물을 충전한 후, 이 개구부를 용착해서 밀폐하는 방법도 행해지고 있다.
그러나, 이 방법도 출구스토퍼의 벌키성이 자립성포대의 공급공정에서 문제가 되는데다가, 자립성포장체의 맨위 중앙에 출구스토퍼를 형성할 수 없어, 형상이 제한되고 하는 문제가 생긴다.
또한, 종래로부터 열가소성수지로 이루어진 시일층을 가진 포장포대와, 열가소성수지로 이루어진 출구스토퍼를 용착 또는 접착하는 방법으로서, 히트시일에 의해 용착하는 방법, 접착제를 사용해서 접착하는 방법, 고주파유전가열 혹은 유도가열에 의해 용착하는 방법 등이 알려져 있다.
이들 방법중, 접착제에 의한 방법을 시간과 주의를 요하고, 경화시간을 동시에, 접착제 냄새가 남아서 내용물에 따라서는 사용할 수 없는 것이 많아, 실용상으로는 그다지 사용되고 있지 않다. 고주파유전가열에 의한 방법은 고주파유전가열에 의해 발열하는 열가소성수지가 폴리염화비닐 및 폴리염화비닐리덴과 같이 유전체손실이 큰 것에 한정되고, 또, 고주파유전가열의 경우는 피가열부가 금속류의 도전체로서, 피가열물에 유도되는 와전류에 의한 옴손실(obm loss)을 이용해서 가열을 행하기 때문에, 피가열물인 열가소성수지에 금속분을 혼합하던가 금속편을 포장포대 또는 출구스토퍼에 매설하는 것이 필요해서 용도가 현저히 한정되게 된다. 히트시일에 의한 방법은 포장포대 바깥쪽으로부터 열판에 의해 포장포대와 출구스토퍼를 압접하면서 가열하는 방법이며, 전열을 응용하고 있기 때문에 원리가 간단하고, 포장포대의 내면시일층과 출구스토퍼의 재질이 같은 한 조건설정에 의해 확실하게 용착할 수 있기 때문에 잘 사용되는 일반적 기술이다.
최근, 초음파진동을 응용한 출구스토퍼용착방식도 제안되어오고 있으며, 이와 같은 것으로서는, 예를 들면, 일본국 실용신안공개소 60(1985)-187032호 공보가 있다. 이것은 포장포대로서 포대를 만들기 전, 즉 둥근스토퍼 등의 환형상시일면을 가진 출구스토퍼를 플라스틱필름에 미리 초음파용착하고, 그 후, 포장포대로서 제포하는 방식이며, 그 제포기구상, 포장포대의 복(배) 또는 배(등)에 닿는 부분에 출구스토퍼를 장착한 형상으로 될 수밖에 없어, 후공정인 내용물 충전조작시에 복부에 붙어 있는 출구스토퍼가 방해가 되어 자동화를 어렵게 하는 동시에, 개구부를 다시 시일하지 않으면 안 된다고 하는 복잡한 공정을 거치지 않으면 안되어, 공업적으로는 작업성, 생산성 모두 뒤떨어지는 방식이다.
다음에, 종래로부터 가장 다용되고 있는 히트시일방식에 의한 포장포대와 출구스토퍼와의 용착방식을 제5도, 제6도 및 제 7도에 따라서 설명한다. 제 5도는 출구스토퍼(3)의 전체도를 표시하는 것이며, 출구스토퍼본체(1)와 캡(5)으로 이루어진다. 출구스토퍼본체(1)와 캡(5)과의 폐쇄 및 개방은 각각의 형성한 나사기구에 의해 행한다. 출구스토퍼본체(1)의 재질은 열가소성수지로 이루어지고, 사출성형등의 성형방식에 의해 일반적으로 성형된다. 출구스토퍼본체(1)의 출구스토퍼시일부(6)의 형상은 포장포대와의 용착면적을 넓게 취할 수 있는 도면에 표시한 바와 간은 주(舟)형 플랜지(7)의 형상이 좋다. 주형플랜지(7)의 면상에 용착리브(8)를 1본 내지 복수본 형성할 수도 있다. 캡(5)의 재질은 열가소성수지 등의 합성수지 혹은 알루미늄 등의 금속으로서, 츨구스토퍼본체(1)와의 나사결합성과 밀봉성을 보증할 수 있는 재질이면 된다.
제6(a)도는 포장포대(9)의 상부의 개구부(4)에 출구스토퍼본체(1)를 삽입하기 전의 도면, (b)는 출구스토퍼본체(1)를 개구부(4)에 삽입해서 용착한 상태를 표시하는 도면이다. 출구스토퍼(3)를 삽입, 용착하기 전의 포장포대(9)는 저부, 양측부를 히트시일등의 적당한 방법으로 미리 시일한 소위 삼방시일포대형상이며, 그 재질은 통상 열가소성수지의 단층 혹은 2층이상의 다층구조이지만, 최내층의 재질은 출구스토퍼본체(1)의 출구스토퍼시일부(6)와 등재질과 시일강도를 유지하는 것이 통상이다. 캡(5)은, 포장포대(9)내에 내용물을 충전 후 출구스토퍼본체(1)를 시일하는 경우는, 미리 출구스토퍼본체(1)에 나사박음한 상태로 해서, 시일후 내용물충전을 행하는 경우는 제거한 상태로 해서 시일해서, 내용물을 주입출구(2)로부터 주입충전후 캡(5)을 나사결합방식을 취하는 일이 많다.
제7도는 포장포대(9)에 출구스토퍼(3)를 적당한 방법으로 삽입, 위치결정 후, 히트시일에 의해 시일하는 주요구성을 표시한 것이다. 대향하는 시일판(10) 및 시일판(11)의 선단형상은 출구스토퍼(3)의 제5도에 표시한 출구스토퍼시일부(6)의 주형플랜지(7)의 형상을 가지며, 또한 제6도의 포장포대의 귀부도 동시에 히트시일 할 수 있도록 주형플랜지(7)의 형상의 양 사이드에 연장한 직선부(12)를 가진다.
시일판(10) 및 (11)은 각각 열판(13) 및 (14)와 일체가공 혹은 볼트 등으로 접속되어 있으며, 시일판(10),(11) 및 열판(13) 및 (14)의 재질은 알루미늄, 스테인레스강, 강 등의 금속으로 이루어지고, 열판(13), (14)에는 카트리지히터를 집어넣거나. 혹은 표면에 히터판을 붙이는 등의 가열수단을 가지며, 또한 히드시일에 적합한 온도로 제어할 수 있도록 온도센서를 설치한다.
열판(13), (14)는 도면에 화살표로 표시한 바와 같이 대향한 상태로 개폐 이동시킨다.
즉, 출구스토퍼(3)를 포장포대(9)에 삽입 후, 시일판(10) 및 (11)의 대향하는 센터위치에 포장 포대(9)에 삽입한 출구스토퍼(3)의 센터가 온 시점에서, 열판(13), (14)가 폐쇄하는 방향으로 이동하고, 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜지(7)를 일정시간 적절한 압력으로 압접함으로써, 포장포대(9)의 최내층인 시일층과 주형플랜치(7)가 가열되어 용착된다. 그후, 열판(13), (14)를 개방한다. 이 조작을 2회이상 반복함으로써, 견고한 히트시일을 달성할 수 있다.
열판(13), (14)의 구동은 에어실린더, 유압실린더, 혹은 기계적캠구동등 적절한 방법으로 행한다. 1회의 히트시일에 요하는 시간은 포장포대(9)의 재질, 두께, 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜지(7)의 재질, 시일소요면적 및 시일압접압력 등에 따라 다르지만, 1∼3초, 표준적으로 1.5초 정도걸리고 또 1회의 시일조작으로는 충분한 시일강도가 얻어지지 않기 때문에 2∼3회의 반복시일을 행하고, 그 후, 시일부를 급격하게 냉각하고, 시일탈락을 방지하기 위한 시일냉각공정도 필요해서, 생산성을 올리려면 많은 한계가 있다. 특히, 포장포대(9)에 출구스토퍼(1)를 히트시일한 후, 내용물을 제6도의 표시한 출구스토퍼본체(1)의 주입출구(2)로부터 충전하는 경우에는 주입출구가 작기 때문에 내용물을 충전하는 데에 요하는 시간, 즉 충전속도가 현저히 저하하여, 생산성이 더욱 올라가지 않게 된다.
포장포대(9)의 개구부(4)의 상태에서의 내용물충전, 즉 출구스토퍼(3)를 장착하기 전에, 개구부를 크게 취할 수 있는 상태에서 고속충전하고, 그런후에 출구스토퍼(3)를 히트시일할려고 하는 경우에는, 내용물이 액상일 때에는 액상내용물이 포장포대(9)의 시일면에 부착하기 쉽고, 이것의 이물질이 되어 히트시일의 열에 의해 기화하여, 시일면에 기포 혹은 수포상의 소위 물집이 발생하거나, 더욱 이것이 진행하면 시일면의 포대쪽이 찢어지게 되는 등의 시일불량을 일으키는 일이 많고, 또 고형내용물이 부착한 경우에는 전혀 시일을 할 수 없게 된다고 하는 문제점이 발생해서, 내용물 보전성에 대해서, 전혀 신뢰성이 없어지게 된다. 특히, 내용물이 식품인 경우에는 이들의 시일불량부로부터 세균이 침입하여 세균오염에 의해 부패하게 되며, 내용물이 무균성을 필요로하는 약제의 경우에는 세균오염을 유발한다고 하는 최악의 상태가 발생한다.
본 발명은 작업성이 양호하고, 충전속도가 빠르고, 특히 간단한 구조의 장치에 의해 출구스토퍼의 단시간용착이 가능하며, 시일면에 이물질이 존재하고 있어도 확실하게 시일되어서 시일안정성이 뛰어나고, 높은 생산성을 가지며, 또한, 출구스토퍼가 통상의 유리병과 같이 용기의 맨위 중앙에 있는, 소비자에 있어서, 취급하기 쉬운 자립성포장체의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 해서 이루어진 것이다.
본 발명자들은, 취급하기 쉽고, 시일안정성이 뛰어난 출구스토퍼를 가진 자립성포장체를 효율좋게 제조하는 방법에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 포대의 맨위에 있는 큰 내용물의 충전을 위한 개구부로부터 내용물을 충전할 수 이 개구부에 출구스토퍼를 장착해서, 초음파진동에 의해 용착하면, 생산성을 저하시키는 일이 없이 뛰어난 자립성 포장체를 제조할 수 있는 것을 발견하고, 이 사실에 의거해서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은
[1] 출구스토퍼를 가진 자립성포장체의 제조방법에 있어서,
(a) 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대를 공급해서 수직으로 유지하는 공정,
(b) 이 자립성포대의 개구부를 개구하는 공정,
(c) 이 자립성포대에 내용물을 충전하는 공정,
(d) 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼를 자립성포대의 개구부에 공급하는 공정,
(e) 출구스토퍼본체의 주형플랜지의 측면을 개구부내면에 용착하는 공정을 가지고, 또한 각공정의 순서가 (a), (b), (c), (d), (e)인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[2] 제[1]항에 있어서, 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가잔 자립성포대가 긴포장재료원단으로부터 연속적으로 제조되는 공정이 상기 (a)공정전에 행해지는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[3] 제[1]항 또는 제[2]항에 있어서, 자립성포대가 포대동체부를 형성하는 사이드시일선을 가지며, 사이드시일선이 자립했을때의 자립성포대의 높이의 중간부에 잘룩부를 가지며, 사이드시일선으로부터 안쪽에 포대폭의 10∼35% 떨어진 위치의 동체구성부에 안쪽에 향해서 볼록형상의 거의 원호형 상곡선부를 가진 한쌍의 선형상홈 및 선형상리브를 형성함으로써, 상부까지 자립성이 있는 것인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[4] 제[1]항 내지 제[3]항의 어느 한 항에 있어서, 상기 공정(e)에 있어서, 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 초음파주파수하에 있어서의 기계적 진동을 하는 초음파작동기를 설치하고; 앤빌 또는 다른 초음파작동기를 출구스토퍼의 반대쪽 위에 설치하고 또한, 초음파작동기가 출구스토퍼의 반대쪽에서 앤빌 또는 다른 초음파작동기에 면하도록 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 설치하며; 한쪽의 초음파작동기와 반대쪽의 앤빌 또는 다른 초음파작동기가 출구스토퍼의 시일면에 대해서 직교하는 축선산을 상호 동기하면서 개폐구동하고; 출구스토퍼의 개구부의 주형플랜지의 측면을 자립성포대의 개구부의 내측면에 용착하는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[5] 제[4]항에 있어서, 대향하는 초음파작동기 각각의 공진주파수가 다른 값인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[6] 제[4]항에 있어서, 대향하는 초음파 작동기를 진동자전환기능을 가진 전환용 초음파발진기에 의해 차례로 전환조작을 행하게 함으로써, 1대의 초음파발진기로 대향하는 초음파 작동기를 구동시키는 출국스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[7] 제[4]항 내지 제[6]항의 어느 한 항에 있어서, 용착하기 위한 양면이 초음파진동 또는 고주파에 의해, 온도 제어된 열봉을 사용해서 하나 또는 두 방향으로부터 출구스토퍼의 주형플랜지를 향해서 자립성포대의 개구부의 바깥쪽을 가볍게 압접시킴으로써 스폿용착하는 가시일 공정이 상기 공정(d)의 후 및 상기 공정(e)의 전에 행해지는 출구스토퍼부자립포장체의 제조방법,
[8] 제[4]항 내지 제[7]항 중의 어느 한 항에 있어서, 초음파발진제어방식이 시간제어, 이동량제어 혹은 에너지제어, 또는 이들의 조합에 의한 제어방식인 출구스토퍼자립성포장체의 제어방법,
[9] 제[4]항 내지 제[8]항 중의 어느 한 항에 있어서, 출구스토퍼본체의 주형플랜지 양면의 각각에 폭0.2∼0.8mm, 높이0.05∼0.4mm의 용착리브를 1조 내지 복수조형성하고, 주형플랜지의 두면 사이의 공간부내에 보강리브를 복수개 형성해서, 보강리브와 주형플랜지의 접속개소 및 /또는 주형플랜지 접합부에 아르 형상 또는 테이퍼 형상의 육성부를 형성한 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[10] 제[4]항 내지 제[9]항 중의 어느 한 항에 있어서, 초음파작동기의 혼의 작업단형상 및 / 또는 앤빌의 받침부 형상이. 주형플랜지의 용착베이스의 산형형상부의 반경치수에 자랍성포대두께의 0.6∼1.4배의 두께에 상당하는 치수를 부가한 반경치수를 가진 혼산형형상부 및 /또는 앤빌산형형상부이며, 주형플랜지의 용착베이스의 곡형형상부의 반경치수로부터 자립성포대두께의 0.6∼1.4배의 두께에 상당하는 치수를 감한 반경치수를 가진 혼곡형상부 및 /또는 앤빌곡형형상부인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[11] 제[4]항 내지 제[10]항의 어느 한 항에 있어서, 공정(e)가 행해진 후에 공정(e)에서 얻어진 자립성포대를 히트시일하는 공정이 행해지는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
[12] 출구스토퍼부자립성포장체의 제조하는 장치에 있어서,
(a) 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대를 공급해서 수직으로 유지하는 기구,
(b) 이 자립성포대의 개구부를 개구하는 기구,
(c) 이 자립성포대에 내용물을 충전하는 기구,
(d) 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼를 개구부에 공급하는 기구,
(e) 출구스토퍼본체의 주형플랜지의 측면을 자립성포대의 개구부내면에 용착하는 기구를 가지며, 또한 각 기구를 (a), (b), (c), (d), (e)의 순서로 조합해서 이루어진 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치,
[13] 제[12]항에 있어서, 상기 기구(e)에 있어서, 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 초음파주파수하에 있어서의 기계적 진동을 하는 초음파작동기를 설치하고; 앤빌 또는 다른 초음파작동기를 출구스토퍼의 반대쪽위치에 설치하고 또한 초음파작동기가 출구스토퍼의 반대쪽에서 앤빌 또는 다른 초음파작동기에 면하도록 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 설치하며; 한쪽의 초음파작동기와 반대쪽의 앤빌 또는 다른 초음파작동기가 출구스토퍼의 시일면에 대해서 직교하는 축선상을 상호 동기하면서 개폐구동하는 구조를 가진 출구스토퍼부자립성 포장체의 제조장치,
[14] 제[13]항에 있어서, 대향시킨 초음파작동기 각각의 공진주파수를 다른 값으로 설정한 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치,
[15] 제[13]항에 있어서, 대향시킨 초음파작동기를 진동자전환기능을 가진 교환형 초음파발진기에 의해 차례로 전환조작을 행하게 함으로써, 1대의 초음파발진기로 대향하는 초음파작동기를 구동시키는 구성으로 이루어진 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치,
[16] 제[13]항 내지 제[15]항의 어느 한 항에 있어서, 상기 기구(e) 후에 기구(e)에 의해 얻어진 자립성포장체를 히트시일하는 기구를 포함하는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치를 제공하는 것이다.
이하, 실시예에 대하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 자립성포장체는, 자립성포대의 맨위에 위치하는 내용물의 충전을 위한 개구부로부터 내용물을 충전한 후, 개구부에 출구스토퍼를 공급하고, 출구스토퍼본체의 주형플랜지 측면을 개구부 내면에 초음파진동에 의해 용착한 출구스토퍼를 가진 자립성포장체로 이루어진 것이며, 내용물을 충전한 후, 출구스토퍼를 장착해서 초음파진동에 의해 용착한 점에 특징이 있는 것이다. 본 발명에 있어서, 자립성포대(self-supporting bag)라 함은 내용물을 충전할 때 일정한 형상을 유지하여 평면상에 자립하는 포장체가 되는 포대를 말한다.
본 발명의 자립성포장체는, 크게 개방된 맨위에 위치하는 내용물의 충전을 위한 개구부로부터 충전할 수 있게 때문에, 종래의 스토퍼가 없는 파우치나, 제3도, 제4도와 같은 스토퍼가 옆으로 붙어 있는 포대와 동일한 충전속도로 내용물을 충전할 수 있다. 여기에 사용하는 자립성포대는, 사이드시일선상에 잘룩부를 형성해서, 포대본체표면에 요철의 선형상리브를 형성한, 상부까지 자립성이 있는 것을 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명에 사용하는 자립성포대는, 플라스틱필름으로 이루어진 동체구성부와 저구성부로 구성되어 있다. 플라스틱필름으로서는, 특히 한정되는 것은 아니고, 여러 가지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐 등의 염소함유폴리올레핀, 폴리스틸렌 등의 방향족 비닐폴리며, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프타레이트 등의 폴리에스테르, 나이론 등의 폴리아미드 폴리카보네트. 폴리아리레이트, 폴리에테르, 에틸렌초산비닐공중합체, 에틸렌아크릴산공중합체 등의 에틸렌과 공중합 가능한 단랑체와의 공중합체. 아이오노머 등을 들 수 있다. 이들 플라스틱필름은 일종을 단독으로 사용할 수 있으며, 2종이상을 조합해서 사용할 수도 있다.
또한, 포대의 동체부를 구성하는 부분과 저부를 구성하는 부분이 다른 경우는 각각의 플라스틱필름이 동종의 플라스틱이어도 좋고, 다른 플라스틱이어도 좋지만, 동종의 것이 접착하기 쉽기 때문에 바람직하다. 또, 플라스틱필름은 단층이어도 좋지만, 2층이 상의 다층구조인 쪽이 자립성포대의 가공상 바람직하다.
2층 이상의 다층플라스틱필름으로서는 상기의 재질로 이루어진 플라스틱필름 등의 여러 가지 플라스틱필름을 적층한 다층필름을 사용할 수 있지만, 융점에 차가 있는 플라스틱필름의 다층플라스틱 필름은 융점이 낮은 플라스틱필름을 포장체의 내층쪽으로 해서 융착시킨다. 융점의 차는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 10℃이상의 차가 있는 것이 바람직하다. 20℃이상의 차가 있는 것이 한층 바람직하며, 30℃이상의 차가 있는 것이 바람직하다.
융점이 낮은 플라스틱필름으로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀필름 등을 들 수 있으며, 융점이 높은 플라스틱필름으로서는, 예를 들면. 연신(延伸)나이롱 66, 연신폴리에틸렌테레프타레이트 등의 엔지니어링플라스틱 등을 들수 있다.
또한 플라스틱필름에 베리어(barrier)성을 부여하기 위해서, 중간층에 알루미늄박, 에틸렌초산 비닐공중합체를 비누화한 것(EVOH), 염화비닐리덴 등을 사용한 플라스틱필름도 사용할 수 있다. 또 플라스틱필름에 알루미늄이나 종이 등의 플라스틱이외의 재질의 필름을 적층한 유연한 적층필름을 사용할 수도 있다. 또한, 플라스틱필름에 인쇄를 실시한 것도 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 자립성포대는 동체구성부와 저구성부로 구성되어 있고, 저구성부가 만곡되어서 동체구성부와 저구성부에 의해 거의 W자형상으로 겹쳐져 있으며, 저구성부의 만국부의 포대의 폭에 대하여 포대의 상부의 폭이 좁아지도록 동체구성부를 형성하는 사이드시일선을 가지며, 사이드시일선이 자립했을 때의 포장체의 높이의 중간부에 잘룩부를 가지며, 이 잘룩부가 거의 같은 정도의 높이, 또한 사이드시일선으로부터 안쪽에 포대폭의 10%이상 떨어진 위치의 동체구성부에 안쪽을 향해서 불록형상의 거의 원호형상곡선부를 가진 선형상홈 및 선형상리브가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
개구부의 크기는 충전속도를 빠르게 해서 생산성을 높이기 위해서 통상의 자립성포대에 서는 60mm이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 적합하게 사용되는 자립성포대의 형상의 일례를 도면에 의해 설명한다.
제 8도에 있어서, 평명형상의 동체구성부에 용착에 의해 자립성포장체를 구성하는 사이드시일선(15)을 실시하고 있다. 이 자립성포대의 동체구성부의 사이드시일선(15)에는 그 중간부에 B점과 C점으로 좁혀진 잘룩부가 형성되어 있다. 잘룩부의 A점은 C점보다도 포대의 폭이 좁게 되어 있으며, 또한 A점은 B점과 C점을 잇는 직선보다도 포대의 안쪽으로 치우쳐 있으며, 그치우침은 포대폭의 4∼12%인 것이 바람직하다. 다른 쪽의 사이드시일선(15)위에도 A점, B점 및 C점과 대칭의 위치에 A'점, B'점 및 C'점이 있으며, 잘룩부가 형성되어 있다.
이 자립성포대는 잘룩부의 안쪽에 향해서 볼록형상으로 되어 있는 거의 원호형상의 곡선부를 가진 선형상홈 및 선형상리브(16)를 좌우대칭으로 한쌍 가지고 있다.
이 한쌍의 선형상홈 및 선형상리브(16)는, 각각 표면과 이면의 양쪽의 동체구성부에 형성되어 있다. 한쌍의 대략 원호형상의 곡선부가 가장 접근하는 점을 D점 및 D'점이라고하고, D점과 D'점을 잇는 직선이 사이드시일선과 교차하는 점을 E점 및 E'점이라하면, D점과 D'점을 잇는 직선은 A점과 A'점을 잇는 직선보다 자립성포대의 높이의 0∼20%낮은 위치에 있는 것이 바람직하며, D점과 E점의 거리는 E점과 E'점의 거리의 10∼35%인 것이 바람직하다. 잘룩부에 있어서 안쪽을 향해서 볼록형상으로 되어 있는 대략 원호형상의 곡선부를 가진 한쌍의 선형상홈 및 선형상리브는, 더 잘룩부보다 상하로 사이드시일선을 따라서 연장해서 형성할 수 있다. 이 선형상 홈 및 선형상리브는 만곡되기 쉽기 때문에, 자립성포대에 내용물을 충전할 때에, 선형상홈이 만곡되어 잘룩부에 기인하는 오목부의 단부를 형성하고, 잘룩부에 기인하는 오목부를 소정의 형상으로 확실하게 형성할 수 있어, 내용물의 양이 감소했을 경우에도 자립성을 유지한다고 하는 극히 뛰어난 자립안정성을 얻을 수 있다. 또, 오목부를 소정의 위치에 소정의 형상으로 형성할 수 있기 때문에, 극히 뛰어난 보형성을 얻을수 있다.
한편, W자형상으로 접혀진 저구성부는, 이 자립성포대에 내용물을 충전했을 때 저부가 대략 6각형이 되도록 사이드시일선(15)외에 히트시일선(17)과 히트시일선(18)에서 용착되어 있다. 만곡부(19)와 저단부사이의 길이는 자립성포장체의 요구특성에 따라서 적절히선정하면 좋지만, 자립성포대의 폭의 10∼40%인 것이 바람직하다. 자립성포대의 상단에는 개구부(4)가 형성되어 있으며, 그 입구의 폭은 저부의 만곡부의 폭의 약 50%인 것이 바람직하다.
제9도에 있어서, 메거진(20)위의 자립성포대(21)는 포대공급장치에 의해서 테이블상의 소정의 위치에 이동해서 수직으로 유지된다. 자립성포대를 유지하는 방법에 특히 제한은 없으며, 예를 들면, 포대상부의 양단을 그리퍼(22)로 끼움으로써 유지할 수 있다. 필요하면, 이 공급공정의 전 혹은 후에 포대에 인자하는 공정을 추가해도 좋다.
다음에, 자립성포대는 테이블의 회전에 의해 개구공정으로 이동한다.
본 발명의 개구공정은, 예를 들면, 자립성포대의 양측면을 진공식흡판(23)을 사용해서 약간 개방한 후, 공기흡입노즐(24)로부터 안쪽으로 공기를 흡입함으로써 행할 수있다. 개구부를 개구한 자립성포대는 충전공정으로 이동한다.
본 발명의 충전공정은 필요에 따라서 여러단으로 구성할 수도 있다. 본 발명에 사용되는 액상물은 저점도의 액체로부터 고정도의 페스트형상물가지 특히 제한은 없으며, 세제, 사라다유, 화장품, 토마토케첩, 봉밀, 접착제 등을 들 수 있다. 동시에 충전되는 액체에 균일하게 분산 또는 용해하는 것이며, 고체를 부가할 수도 있다. 충전공정에서는 필요에 따라서, 액체, 페스트(풀), 고체 등의 소정량을 일반적으로 알려져 있는 정량공급장치(25)를 사용해서 충전한다. 충전을 완료한 자립성포대는 출구스토퍼공급 공정으로 이송한다.
본 발명의 출구스토퍼공급공정에 있어서, 주형플랜지의 위에 스토퍼를 가진 출구를 구비한 출구스토퍼(3)를 개구한 개구부에 공급하고 소정의 위치에 유지한다. 본 발명의 출구스토퍼의 재질은 자립성포대의 최내층재료와 용착 가능한 것이면 특히 제한은 없으며, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등을 사용할 수 있지만, 용착을 확실히 하기 위해서 최내층재료와 같은 재질인 것이 바람직하다. 본 발명의 출구스토퍼의 형상의 개구부와 용착면적이 넓은 제5도에 표시한 주형플랜지를 가진 것이 바람직하다.
또한, 초음파용착하는 출구스토퍼의 주형플랜지양면의 각각에 폭 0.2∼0.8mm, 높이 0..05∼0.4mm의 용착리브를 1조 내지 복수조형성하고, 주형플랜지 형상을 구성하는 공간부내에 보강리브를 복수개 형성하고 보강리브와 주형플랜지와의 접속 개소 및/또는 주형플랜지접합부에 아르(R)형상 또는 테이퍼형상의 살을 붙인 것이 바람직하다.
출구스토퍼본체(1)의 출구스토퍼시일부(6)의 형상은, 자립성포대(21)와의 용착면적을 넓게 취할 수 있는 주형플랜지(7)의 형상이 좋다. 캡(5)의 재질은 열가소성수지등의 합성수지 혹은 알루미늄 등의 금속으로서, 출구스토퍼본채(1)와의 나사결합성과 밀봉성을 보증할 수 있는 것이며, 재질, 형상, 구성은 불문한다.
자립성포대(21)에의 출구스토퍼(3)의 삽입은, 자립성포대(21)의 상부양복부를 진공식흡판 등의 흡착수단에 의해 흡인파지하여 바깥쪽방향으로 개방함으로써 개구시키고, 개구부(4)를 고정시킨다. 이 상태에서 출구스토퍼(3)이 캡(5)근방 또는, 특히 형성한 파지플랜지(39)등을 로붓 등의 파지삽입수단에 의해 파지하고, 자립성포대(21)의 개구부(4)내의 적정위치까지 삽입. 위치결정을 행하는 동시에, 개구부(4)의 양바깥쪽 홀은 한쪽으로부터, 도시하지 않았지만 적당한 온도로 온도제어된 열봉 등으로 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜지(7)쪽에 가볍게 압접함으로써 자립성포대(21)의 개구부(4)의 시일층과 주형플랜지(7)를 스폿용착한다고 하는 가시일공정을 거치는 것이 바람직하다. 이 가시일의 조작은 전술한 열봉 등의 히트시일방식외에, 초음파 혹은 시일층의 재질에 따라서는 고주파등 적당한 방식을 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 출구스토퍼의 형상의 실시예에 대하여, 제10도, 제11도, 제12도 및 제13도에 따라 설명한다. 제10도는 본 발명에 의한 출구스토퍼본체의 일부재단 측면도, 제11도는 제10도의 출구스토퍼본체의 저면도, 제12도는 제10도에 표시한 C-C선 평면도, 제13도는 제10도의 용착리브부 상세도를 각각 표시한다. 제10도에 있어서, 출구스토퍼본체(1)는, 그 상부에 나사부(26)를 가지며, 제5도에 표시한 캡(5)과 나사결합에 의해 폐쇄, 개방을 행할 수 있다. 출구스토퍼본체(1)내에는 내용물의 주출용의 주출구멍(27)을 형성한다. 출구스토퍼본체(1)의 하부는 출구스토퍼시일부(6)를 구성하는 주형플랜지(7)를 가지며, 주형플랜지(7)위에는 용착리브(8)을 1조 내지 복수 조형성하지만, 제10도의 실시예는 3조의 경우를 표시한다. 제8도에 표시하는 자립성포대(21)의 개구부(4)를 제10도에 표시한 주형플랜지(7)의 출구스토퍼시일부(6)의 상단부(28)근방까지 삽입하고, 초음파시일 방식에 의한 초음파시일한다. 제10도 및 제11도에 있어서, 주형플랜지(7)의 출구스토퍼시일부(6)는 아르형상, 타원형상 등의 선형형상 등이 좋지만, 출구스토퍼본체(1)를 사출성형 등에 의해 성형할 때의 금형가공의 용이성으로부터 아르형상이 간단해서 바람직하며, 실시에는 아르형상의 경우를 표시한다. 주형플랜지(7)의 양단부인 플랜지단부(29) 및 (30)은 박육화하고 제8도에 표시한 시일귀부(31)와의 용착시에 단차가 생기지 않도록 하는 것이 시일을 확실히 행할 수 있기 때문에 바람직하다. 주형플랜지(7)의 용착리브(8)는 출구스토퍼시일부(8)의 베이스에 상당하는 용착베이스(32)로부터 적정한 높이에서 그 단면이 불록형상으로 돌출한 형상인 동시에, 용착베이스의 아르현상을 따른 형으로 한다. 용착베이스(32)는 제11도에서의 반경치수선 R1부가 산형형상부(33)이며, 플랜지단부(29), (30)은 반경치수선 r1으로 표시한 곡형형상부(34)를 이루며, 반경지시선 R1과 r1과는 접선접속으로 한다.
주형플랜지(7)의 형상을 구성하는 공간부(35)내에는 보강리브(36)를 복수본 형성하고, 이 보강리브(36)의 주형플랜지(7)와의 접속개소인 보강리브접속개소(37)는 아르형상 또는 테이퍼형상의 육성부를 형성한다. 보강리브(36)의 역할은 산형형상부(33)를 혼과 앤빌 혹은 혼과 혼으로 압접하므로, 그 압접력에 견딜 수 있는 강도를 가지게 하기 위한 것이며, 또 보강리브접속개소(37)와 접합부(38)의 아르형상이나 테이퍼형상의 육성부의 역할은 주형플랜지(7)에 초음파주파수하의 기계적 고속진동을 걸어서 용착시일할 때, 보강리브 접속개소(37) 혹은 접합부(38)가 예각구조인 경우에는 여기에 고속진동에 의한 응력집중이 발생해서 크랙을 일으키기 쉬워, 이것을 방지하는 것을 목적으로 하는 것이며, 이러한 구조는 초음파시일의 경우에는 특징적인 것이지만, 종래의 히트시일의 경우에는 필요하지 않다.
제12도는 제10도에 표시한 출구스토퍼본체(1)의 C-C평면도이며, 주형플랜지(7)의 상방에 있어서, 나사부(26)이 하방인 중간부에 평행부를 가진 파지플랜지(39)를 형성한 것이며, 이 파지플랜지(39)의 역할은 제8도에 표시한 자립성포대(21)의 개구부(4)내에 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜지(7)를 삽입할 때, 로봇등의 파지삽입수단에 의해 이 파지플랜지(39)를 파지하기 위한 것이다.
제13도는 제10도에 표시한 주형플랜지(7)의 양면에 형성한 용착리브(8)의 제11도에서 표시한 산형형상부(33)에 위치하는 부분의 확대도이다. 용착베이스(32)상에 형성한 용착리브(8)의 폭W와 높이 h는 초음파시일할 때의 중요한 요소이다. 제8도의 자립성포대(21)의 개구부(4)내의 자립성포대시일층과 용착리브(8)를 초음파진동에 의해 초음파시일 할 때, 용착리브(8)가 마찰열과 분자발열에 의해 녹아서 접착제적 역할을 하며, 최종적으로 자립성포대시일층을 용착베이스(32)까지 용착시킨다. 이초음파시일에 있어서, 용착리브(8)의 길이, 조수(條數), 폭W 및 높이 h에 의해 초음파시의 양부(良否)가 달라서, 길이 및 조수는 초음파발진기의 출력, 폭W 및 높이 h는 시일부의 신뢰성에 직접영향을 주는 인자이다. 예를 들면, 용착리브(8)의 폭W가 0.8mm를 초과하고, 또, 높이가 0.4mm를 초과하면 용착에 요하는 시간이 길어질 뿐 만 아니라, 자립성포대시일부가 가혹한 초음파진동에 의해 파괴되어 버린다고 하는 문제점이 발생하며, 역으로 폭W가 0.2mm미만, 높이 h가 0.05mm미만이면 용착용의 접착제기능을 하는 재료의 양이 적어서 시일이 불완전하게 되기 때문에, 용착리브(8)의 폭 W은 0.2∼0.8mm, 바람직하게는 0.3∼0.6mm, 높이 h는 0.05∼0.4mm, 바람직하게는 0.1∼0.3mm가 본 목적으로는 양호한 초음파시일 결과가 얻어진다. 용착리브(8)의 조수는 복수조의 쪽이 시일신뢰성상 바람직하고 초음파발진기의 소요출력은 용착리브(8)의 길이와 조수에 의해 기본적으로는 결정하면 좋다.
내용물을 충전한 자립성포대와 출구스토퍼는 위치관계를 유지한 채 다음의 용착공정으로 이동한다. 본 발명의 용착공정에 있어서, 자립성포대의 개구부내면과 출구스토퍼플랜지의 측면은 가열용착, 고주파용착, 초음파장착 등의 용착장치(40)를 사용해서 용착할 수 있지만, 초음파용착이 특히 바람직하다. 본 발명에 사용되는 초음파용착에 있어서는, 열가소성수지로 이루어진 시일층을 가진 자립성포대에 열가소성수지로 이루어진 출구스토퍼를 삽입후 용착한다. 출구스토퍼의 시일면에 대해 직교하는 축선상에 초음파주파수하에 있어서의 기계적 진동을 하는 초음파작동기를 설치하고, 출구스토퍼를 개재해서 대향하고, 또한 출구스토퍼의 대해서 직교하는 축선상에 앤빌 혹은 초음파작동기를 설치하는 동시에, 대향하는 초음파작동기와 앤빌 흑은 초음파작동기가 출구스토퍼의 시일면에 대해서 직교하는 축선상을 상호동기하면서 개폐구동함으로써 용착시키는 것을 제1의 특징, 대향하는 초음파작동기 각각의 공진주파수가 다른 값인 것을 제2의 특징, 대량하는 초응파작동기를 진동자전환기능을 가진 전환형 발진기에 의해 차례로 전환조작을 행하게 함으로써, 1대의 초음파발진기에 의해 구동시키는 것을 제3의 특징, 혼의 작업단형상 및/또는 앤빌의 받침부형상이 출구스토퍼본체의 주형플랜지의 용착베이스의 산형형상부의 반경치수에 자립성포대살두께의 0.6-1.4배의 두께에 상당하는 치수를 부가한 반경치수인 혼산형형상부 및/또는 앤빌산형형상부이며, 주형플랜지의 용착베이스의 곡형형상부의 탄경치수에서 자립성포대살두께의 0.6-1.4배의 두께에 상당하는 치수를 감한 반경치수인 혼곡형형상부 및/또는 앤빌곡형형상부인 것을 제4의 특징으로 한다.
제14도는 초음파방식의 출구스토퍼 용착부를 표시한 것으로, 초파작동기(41)와 앤빌(42)와의 조합의 경우의 일실시예이다. 초음파작동기(41)는 초음파진동자(43), 부스터(44), 혼(45)으로 기본적으로는 구성되지만, 혼(45)의 작업단(46)의 진동진폭이초음파용착을 행하는 데 적절한 값을 취하는 것이라면, 부스터없이 혼(45)을 초음파진동자(43)에 직결시켜도 된다. 초음파진동자(43)는 전왜형진동자, 자왜형진동자의 어느 것이라도 되지만, 전기적에너지의 기계적에너지로의 변화효율이 뛰어난 전왜형진동자가 초음파공진주파수는 10∼100KHz, 바람직하게는 15∼40 KHz와 이음(異音)이 적고 고진폭을 취해서 좋다. 부스터(44)의 재질은 알루미늄합금, 강 혹은 티탄합금이 바람직하지만, 초음파주파수하의 고속진동에 가장 인성이 높고 내구성이 뛰어난 티탄합금이 특히 바람직하다. 부스터(44)의 진폭확대율은 티탄합금의 경우, 1.2-4배, 바람직하게는 1.5∼2.5배 정도로 설계하는 것이 응력집중에 의한 크랙의 발생을 억제할 수 있기 때문에 적절하다. 혼(45)의 재질은 두릴루민 등의 고장력알루미늄합금, 탄합금 등이 인성이 높아 바람직하다. 형식적으로는 혼(45)에 과도한 진폭확대가 발생하지 않도록, 원칙적으로는 부스터(44)로 진폭확대를 행하고, 혼(45)의 진폭확대율을 1-2배정도로 하는 것이 작업을 행하는 혼(45)에 무리가 가지 않아 바람직하다. 혼(45)의 작업단(46)의 진폭은 10-120㎛, 바람직하게는 30∼90㎛가 좋다. 또, 초음파출력은 전왜형진동자를 사용한 경우, 0.5-4KW,바람직하게는 1.5-3KW간 본 목적으로는 적당하다. 초음파작동기(41)의 초음파진동자(43)는 고주파케이블(47)에 의해 초음파발진기(48)에 접속한다.
앤빌(42)은 그 선단이 혼(45)와 작업단(46)과 같은 형상의 받침부(49)와 앤빌본체(50)로 구성되고, 받침부(49)와 앤빌본체(50)와는 일체가공 흑은 받침부(49)를 앤빌본체(50)에 볼트 등의 체결수단으로 접속해도 된다. 앤빌(42)의 재질은 알루미늄, 알루미늄합금, 철 또는 스테인레스강 등의 금속 혹은 이들을 조합해서 구성하는 것이 좋다.
가시일을 거친 자립성포대(21)와 출구스토퍼(3)를 다음의 공정인 제9도에 표시한 초음파용착광정으로 이송한다. 초음파작동기(41)와 앤빌(42)의 배치는 출구스토퍼(3)의 출구스토퍼시일부(6), 구체적으로는 주형플랜지(7)의 양사이드에 있는 플랜지단부(29),(30)을 잇는 선상에 직교하는 축선상에 설치한다. 초음파작동기(41)와 앤빌(42)과는, 제14도의 양화살표로 표시한 바와 같이, 플랜지단부(29),(30)을 잇는 선상에 직교하는 축선상을 이동할 수 있는 구조, 예를 들면, 에어실린더, 유압실린더 혹은 기계적 캠의 하나 또는 이들의 조합 등의 왕복동구동수단에 적절한 방법으로 고정설치한다.
초음파작동기(41)와 앤빌(42)은 개방된 상태로 대기해서, 출구스토퍼(3)의 가시일부자립성포대(21)가 공급되고, 초음파작동기(41) 및 앤빌(42)의 축선상인 정위치에 정지한 시점에서 초음파작동기(41) 및 앤빌(42)이 상호동기하면서 폐쇄방향, 즉 제14도상에서는 초음파작동기(41)가 왼쪽으로, 앤빌(42)이 오른쪽으로 이동하고, 자립성포대(21)의 양면에 있는 시일대상부(51)에 각각 동시에 압접시킨다. 초음파작동기(41)의 초음파발진의 개시타이밍은 초음파작동기(41)가 폐쇄되는 방향으로 이동하기 시작하는 시점, 이동 중, 혹은 시일대상부(51)에 압접한 시점의 어느 것이라도 좋지만, 압접후의 발진상승은 초음파진동자(43)에 부하가 너무 걸릴 염려가 있어, 초음파발진기(48)의 허용최대출력을 크게 취할 필요가 있다.
또한, 자립성포대(21)의 시일대상부(51)내에 부착하고 있는 내용물, 즉 이물질을 초음파진동으로 비산시킨 후에 압접하는 쪽이 효율이 좋기 때문에 혼(45)을 시일대상부(51)에 압접하기 전에 초음파작동기(41)를 발진시키는 방식이 바람직하다. 초음파진동하고 있는 혼(45)의 작업단(46)를 시일대상부(51)애 압접함으로써 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜시(7) 자립성포대 내면의 시일층이 초음파주파수하에 있어서의 기계적고속진동하고, 마찰열 및 분지발열에 의해 용착한다. 이 기계적 고속진동은 출구스토퍼본체(1)에도 전파되어, 앤빌(42)의 받침부(49)에 압접되어 있는 쪽의 주형플랜지(7)와 자립성포대내면의 시일층도 동시에 기계적고속진동하고, 마찰열 및 분자발열에 의해 용착한다. 이 초음파용착은 초음파발진시간인 웰드타임과, 압접한 상태에서 초음파발진을 멈추고 용착부를 냉각고화시키는 홀드타임의 합에 의해 초음파용착사이클이 종료한다. 이들의 시간설정은 초음파발진기(48)내의 한시타이머(52)로 행하고, 통상 흘드타이밍은 웰드타임의 파반의 시간설정으로 행하는 것이 바람직하다. 흘드타임종료시점에서 초음파작동기(41) 및 앤빌(42)를 동시에 개방하고, 출구스토퍼부자립성포장체를 낙하 등 적당한 방법으로 꺼내서 용착작업은 종료한다.
다음에, 초음파작동기 2대 및 초음파발진기 2대를 사용하는 방식의 실시예에 대하여 제15도에 의거해서 설명한다. 초음파작동기(41), 초음파발진기(48) 및 출구스토퍼(3)를 가시일한 자립성포대(21)의 기본구성과 배치 등은 제14도에서 전술한 것과 마찬가지이다. 초음파작동기(53)는 초음파발진자(54), 부스터(55) 및 혼(56)으로 이루어지고, 그 구조, 재질, 기능은 초음파작동기(41)와 기본적으로는 같다. 초음파작동기(53)는 고주파케이블(57)에 의해 초음파발진기(58)에 접속한다. 초음파작동기(53)는 제14도에서 설명한 앤빌(42)의 배치와 같은 배치, 즉 초음파작동기(41)의 축선상에서 출구스토퍼(3)를 중심으로해서 상대하는 위치에 설치한다. 초음파작동기(41)와 (53)은, 제15도의 양화살표로 표시한 바와 같이, 플랜지단부(29), (30)을 잇는 선상에서 직교하는 축선상을 이동할 수 있는 구조, 예를 들면, 에어실린더, 유압실린더, 혹은 기계적캠의 하나 또는 이들의 초합 등의 왕복구동수단에 적당한 방법으로 고정설치한다. 초음파작동기(41)와 초음파작동기(53)는 개방된 상태에서 대기하고, 출구스토퍼(3)의 가시일자립성포대(21)가 공급되고, 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)의 축선상이 정위치에 정지한 시점에서, 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)가 서로 동기하면서 폐쇄되는 방향, 즉 제15도상에서는 초음파작동기(41)가 왼쪽으로 초음파작동기(53)가 오른쪽으로 이동해서, 자립성포대(21)의 시일대상부(51)에 각각 동시에 압접시킨다. 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)의 초음파발진의 개시타이밍은 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)가 폐쇄되는 방향으로 이동하기 시작하는 시점, 이동중, 흑은 시일대상부(51)에 압접한 시점의 어느 것이라도 좋으나, 압접후의 발진상승은 초음파진동자(43) 및 초음파진동자(54)에 부하가 너무 걸릴 염려가 있어, 초음파발진기(48) 및 초음파발진기(58)의 허용최대출력은 크게 취할 필요가 있다.
또, 자립성포대(21)에 충전물을 충전 후 출구스토퍼(3)를 초음파시일하는 경우는 자립성포대(21)의 시일대상부(51)내에 부착하고 있는 내용물, 즉 이물질을 초음파진동으로 비산시킨 후에 압접하는 쪽이 효율이 좋기 때문에 혼(45) 및 혼(56)을 시일대상부(51)에 압접하기 전에 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)를 발진시키는 방식이 바람직하다. 이 초음파발진시간인 웰드타임과, 냉각시간인 흘드타임의 시간설정은 초음파발진기(48)내의 한시타이머(52) 초음파발진기(58)내의 한시타이머(59)에 의해 각각 행한다. 흘드타이머 종교시점에서, 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(53)를 동시에 개방해서, 출구스토퍼부자립성조립체률 낙하 등 적당한 방법으로 꺼내서 용착작업은 종료한다.
본 발명에 의한 이 방식의 더 중요한 점은 초음파작동기(41)와 초음파발진기(48)로 이루어진 초음파발진기(1)와 초음파작동기(53)와 초음파발진기(58)로 이루어진 초음파발진계(2)의 광진주파수를 다른 값으로 함에 있다. 초음파발진계(1)의 공진주파수와 초음파 발진계(2)의 공진주파수가 같은 값인 경우에는, 시일대상부(51)에 압접하고 있는 혼(45)의 작업단(46)이, 제15도중, 왼쪽으로 신장하는 방향, 즉 시일대상부(51)를 누르는 방향으로 작용할 때, 마찬가지로 시일대상부(51)에 압접하고 있는 혼(56)의 작업단(60)이, 제15도중, 왼쪽으로 수축하는 방향, 즉 시일대상부(51)에의 압접력을 완화시키는 방향으로 작용하는 또, 역으로 혼(56)의 작업단(60)이 제15도중, 오른쪽으로 신장하는 방향, 즉 시일대상부(51)를 누르는 방향으로 작용할 때, 마찬가지로 시일대상부(51)에 압접하고 있는 혼(45)의 작업단(46)이, 제15도중, 오른쪽으로 수축하는 방향, 즉 시일대상부(51)로의 압접력을 완화시키는 방향으로 작용하는 현상이 반복되고, 시일대상(51)가 작업단(46) 및 (60)의 좌우동방향이동에 따라서 이동하고, 초읍파진동에 의한 시일의 전제조건인 마찰과 분자발열이 발생하지 않아, 용착이 전혀이루어질 수 없다고 하는 현상이 발생한다. 초음파발진계(1)의 공진주파수와 초음파발진계(II)의 광진주파수를 다른 값으로 함으로써, 이 현상을 회피할 수 있으며, 이 공진주파수의 차는 클수록 효과는 크다. 예를 들면, 초음파발진계(1)의 공진주파수가 20KHz의 경우에는 초음파발진계(2)의 광진주파수를 1KHz이상, 바람직하게는 5KHz이상의 차를 두는 것이 좋다.
다음에, 본 발명에 의한 초음파작동기 2대 및 전환형초음파발진기 1대를 사용하는 방식의 실시예에 대하여 제16도에 의거해서 설명한다. 초음파작동기(41),(61) 및 출구스토퍼(3)를 가시일한 자립성포대(21)의 배치는 제15도에서 전술한 것과 마찬가지이다. 초음파작동기(61)는 초음파작동기(41)와 재질, 구성 및 공진주파수는 같은 것을 사용한다. 초음파작동기(41)의 초음파진동자(43) 및 초음파작동기(61)의 초음파진동자(62)를 각각 고주파케이블(47),(63)에 의해, 초음파발진기능이 1대에 있는, 진동자전환기능을 가진 본 발명에 의한 전환형 초음파발진기(64)에 접속한다. 전환형 초음파발진기(64)는 제15도에 표시한 전술한 초음파작동기 2대에 대하여 초음파발진기가 2대 필요했던 것을. 본 실시예에서는 1대의 초음파발진기로 할 수 있는 기능을 가진 것이며, 그 진동자전환기능이라고 하는 것은 1대의 초음파발진기와 2개의 초음파진동자(43), (62)에 접속되어 있는 2본의 고주파케이블(47), (63)과의 사이에 릴레이 등의 접점전환수단을 두고, 이 접점수단의 작동방식은 웰드타임과 홀드타임의 조합을, 2대의 초음파작동기(41), (61)의 초음파진동자(43), (62)를 순차 전환하는 방식이며, 본 실시예에서는 전환형 초음파발진기(64)에 내장한 한시타이머(65), (66)로 행하지만, 한시타이머(65), (66)은 전환형초음파발진기(64)와는 다른 유닛으로 해서 케이블 등으로 접속해도 좋다.
2대의 초음파작동기(41), (61) 및 전환형 초음파발진기(64)의 구체적인 작동방식에 대하여 제16도에 따라 상세히 설명한다. 초음파작동기(41)와 초음파작동기(61)은 개방된 상태에서 대기하고, 출구스토퍼(3)의 가시일부자립성포대(21)가 공급되고, 초음파작동기(4) 및 초음파작동기(4)의 축선상인 정위치에 정지한 시점에서, 초음파작동기(41) 및 (61)이 상호 동기하면서 폐쇄되는 방향, 즉 제16도상에서는 초음파작동기(41)가 왼쪽으로, 초음파작동기(61)가 오른쪽으로 이동해서 자립성포대(21)의 시일대상부(51)에 각각 동시에 압접시킨다. 초음파작동기(41)쪽만을 먼저 초음파발진 시켜 시일한다. 그 웰드타임과 흘드타임은 한시타이머(65)로 제어한다. 초음파작동기(41)의 웰드타임 종료시점 흑은 흘드타임 종료시점의 어느 하나의 타이밍에서, 접점전환수단으로 초음파작동기(61)쪽에 초음파발진기를 접속하고, 초음파작동기(61)쪽만을 초음파발진시켜 시일한다. 그 웰드타임과 흘드타임은 한시타이머(66)로 제어한다. 한시타이머(66)의 흘드타입 종료시점에서 초음파작동기(41) 및 초음파작동기(61)를 동시에 개방해서, 출구스토퍼부자립성포장체를 낙하 등 적절한 방법으로 꺼내서, 융착작업은 종료한다.
이들 조작에 있어서, 초음파작동기(41)의 초음파발진의 타이밍은 초음파작동기(41)가 폐쇄되는 방향으로 이동하기 시작하는 시점, 이동중, 흑은 시일대상부(51)에 압접한 시점의 어느 것이라도 좋지만, 초음파발진의 상승의 용이성, 내용물이 있는 경우의 이물질의 비산효과 등으로부터 시일대상부(51)에 압접하기 전에 초음파작동기(41)가 발진개시 되는 것이 바람직하고, 또, 초음파작동기(61)의 발진개시는 시일대상부(51)에 압접한 상태에서 행하는 것이 곤란한 경우에는 초음파작동기(61)를 일단 약간 개방방향으로 후퇴시키고 다시 시일대상부(51)에 압접시키기 전에 초음파작동기(61)를 발진개시시킴으로써 전환형초음파발진기(61)의 발진출력을 낮게 억제할 수 있어 바람직하다. 또, 초음파작동기(41)쪽으로부터 초음파작동기(61)쪽으로의 전환의 타이밍은 초음파작동기(41)의 웰드타임 종료시점에서 행하는 것이 시간을 단축할 수 있어 바람직하다.
상술한 본 발령에 의안 제14도, 제15도 및 제16도의 실시예에서는 웰드타임, 즉 초음파발진하는 시간의 제어는 한시타이머에 의한 시간제어방식을 사용해서 설명했지만 본 발명에 의한 다른 제어방식인 혼의 이동량제어방식 및 초음파진동자에 부여된 전력량을 계측제어하는 에너지제어방식에 대하여 제14도를 대표시켜서 실시예를 이하에 설명한다.
우선, 본 발명에 의한 이동량제어방식에 대하여 제14도에 의거해서 설명한다. 이 방식은 아래의 3종의 이동량의 어느 하나에 의해 초음파발진시간을 제어하는 방식이다. 제1의 이동거리는 초음파작동기(41)가 개방상태, 즉 도면상의 우단위치로부터 초음파시일을 완료시키기 까지의 이동거리이다. 제2의 이동거리는 트리거수단을 작동시킨 위치로부터 초음파시일을 완료시키기까지의 이동거리이다. 상기 트리거수단은, 초음파작동기(41)가 폐쇄되는 방향으로 이동을 시작하는 위치와 시일대상부(51)에 압접되는 위치사이에 위치하고 있다. 또한 상기 트리거수단은 초음파발진을 개시시키며, 또한 리미트스 위치 등으로 이루어져 있다. 제3의 이동거리는 시일대상부(51)에 대한 초음파작동기(41)의 압력이 미리 설정전 트리거압접력에 도달한 위치로부터 초음파시일을 완료시킬 때까지의 이동거리이다. 시일대상부(51)의 압접력은 초음파작동기(41)가 접속한 로드셀등의 압력검출수단에 의해 측정된다. 이들 3종의 이동거리의 측정은 LED변위센서, 레이저 변위계, 초음파변위센서, 리니어근집센더 등의 변위센서, 레이저마이크로미터, 광전센서, 비디오센서, 리니어엔코더 등의 측장(測長)센서 등의 이동량측정수단에 의하면 좋으며, 이들중, 구조가 간단하고 또 정밀도가 뛰어난 리니어엔코더에 의한 방법이 가장 바람직하다. 또, 상술한 3종 이동량 제어방식 중, 시일안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 가장 높은 제어정밀도가 나오는 것은 제3번째의 트리거압설정을 사용하는 방식이며, 이 방식에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 트리거압접력이 미리 설정한 압접력에 도달한 이동위치에서의 트리거신호로 초음파발진기(48)를 발진시키고, 초음파작동기(41)는 초음파진동하면서 자립성포대(21) 및 출구스토퍼(3)의 시일대상부(51)를 초음파시일하면서 더욱 압접방향으로 이동한다. 상술한 트리거가 작용한 위치로부터 측장한 이동거리가, 미리 설정한 이동거리에 도달한 시점에서 초음파발진, 즉 웰드타임의 공정을 종료시키면 동시에 냉각공정인 홀트타임으로 이행한다. 이 홀드타임의 시간설정은 한시타이머로 종래대로 설정하면 된다. 다음에, 본 발명에 의한 에너지제어방식의 실시예에 대하여, 제14도에 의거하여 설명한다. 본 발명에서 말하는 에너지란 초음파발진기(48)가 초음파작동기(41)를 초음파진동시키고, 시인대상부(51)에서 자립성포대(21)와 출구스토퍼(3)를 초음파시일하는데에 요하는 초음파발진기(48)의 전력을 웰드타임의 시간폭으로 적분한 소위 전력량을 의미한다. 초음파작동기(41)가 초음파발진을 개시하는 위치는 시간제어 방식과 마찬가지로 광전센서, 근접센서, 리미트스위치 등의 위치검출센서에 의해 검출하고, 이 검출신호를 트리거신호로서 초음파발진기(48)를 발진시켜 초음파시일한다. 트리거신호에 의한 발진개시로부터 초음파시일하고 있는 사이의 초음파발진기(48)의 전력량이 미리 설정한 전력량에 도달한 시점에서 초음파발진, 즉 웰드타임의 공정을 종료시키면 동시에 냉각공정인 흘트타임으로 이행한다. 이 홀드타임의 시간 설정은 한시타이머로 종래대로 설정하면 좋다.
제14도를 사용해서 상술한 바와 같이 설명한 이동제어 또는 에너지제어를 제15도의 실시예에 적용하는 경우는, 초음파작동기(41)와 초음파발진기로 이루어진 초음파발진계(1)와 초음파작동기(53)와 초음파발진기(58)로 이루어진 초읍파발진계(2)에 각각 설치하면 좋다. 또, 제16도의 실시예에 적용하는 경우는 전환형초음파발진기(64)에 의해 초음파작동기(41) 및 (61)을 차례로 발진시키기 때문에 초음파작동기마다 이동량제어 혹은 에너지제어를 행하면 좋고, 특히 초음파작동기(61)를 일단 후퇴시키는 전술한 방식에 따르면, 더욱 효과적으로 기능을 발휘할 수 있다. 또, 이상 설명한 초음파발진제어방식은 시간제어, 이동량제어, 흑은 에너지제어를 적절히 조합해서 제어해도 된다.
다음에 본 발명에 의한 혼 및 앤빌의 형상에 대하여 제17도 및 제18도에 따라 설명한다. 제17도는 본 발명에 의한 혼(45)의 실시예이며,(D)는 정면도, (E)는 측면도률 표시한다. 혼(45)의 상단쪽(67)은, 예를 들면, 제14도에 표시한 부스터(44) 흑은 초음파진동자(43)에 접속하기 위한 나사부(68)를 가지며, 상단쪽(67)의 단면적과 하단쪽(69)의 단면적의 비에 비례해서 진폭확대가 취해지는 구조이다. 혼(45)의 작업단(46)의 길이는 제6도의 개구부(4)의 길이이상이며, 이 작업단(46)의 형상이 초음파시일의 양부를 결정하는 중요한 기술요소이다. 제17(E)도에 표시한 작업단(46)의 폭은 제10도의 출구스토퍼시일부(6)의 높이와 동치수이상이면 된다. 제17(D)도의 작업단(46)의 반경치수선R2부가 혼산형 형상부(70)이며, 제11도에 표시한 출구스토퍼의 플랜지단부(29),(30)에 압접하는 혼의 작업단(46)쪽은 반경치수선r2로 표시하는 혼곡형형상부(71)로 되고, 반경치수선 R2와 r2와는 접선접속으로 한다.
작업단의 혼산형형상부(70)근 제11도에 표시한 주형플랜지의 용착베이스(32)의 산형형상부(33)의 반경치수선R1에 자립성포대의 두께의 0.6∼1.4배, 바람직하게는 0.8∼1.2배를 부가함으로써 얻어지는 반경방향치수 R2는 가진다. 자립성포대의 두께의 0.6배미만의 두께에 상당하는 치수를 부가하면, 상향의 산형형상부(33)의 정상부 둘레의 시일이 충분하지 않다. 또한, 자립성포대의 두께의 1.4배 초과의 두께에 상당하는 치수를 부가하면, 플랜지단부(29),(30) 및 제8도의 시일귀부(31)의 시일이 충분하지 않다. 마찬가지로, 작업단의 혼곡형형상부(71)는 제11도에 표시한 주형플랜지의 용착베이스(32)의 곡형형상부(34)의 반경치수r2에서 자립성포대의 두께의 0.6-1.4배, 바람직하게는, 0.8∼1.2배로 감함으로씨 얻어지는 반경방향치수r2를 가진다. 자립성포대의 두께의 0.6배미만의 두께에 상당하는 치수를 감하면, 플랜지단부(29),(30) 및 제8도의 시일귀부(31)의 시일이 충분하지 않다. 또한, 자립성포대의 두께의 1.4배 초과의 두께에 상당하는 치수를 감하면, 산형형상부(33)의 정상부 부근의 시일이 충분하지 않다. 제18도는 본 발명에 의한 앤빌(42)의 실시예이며, (F)는 정면도, (G)는 측면도를 표시한다. 앤빌(42)은 앤빌본체(50)와 받침부(49)로 이루어지고, 받침부(49)의 형상이 초음파시일의 양부를 결정하는 중요한 기술요소이지만, 형상적으로 제17도에서 설명한 혼(45)의 작업단형상과 전혀 같은 형상이어도 된다. 즉, 제18(G)도의 받침부의 폭은 제17(E)도의 작업단(46)과 같은 폭, 받침부(49)의 앤빌산형형상부(72)의 반경치수는 혼산형형상부(70)의 반경치수인 R2와 같고 또한 앤빌곡형형상부(73)의 반경치수는 혼곡형형상부(71)의 반경치수인 r2와 같게 하면 된다.
이상 본 발명의 실시예는 제14도, 제15도 및 제16도를 중심으로 설명했지만, 이들 중에서 초음파작동기 및 앤빌류는 수평방향의 이동방향으로 도시했지만, 수직방향, 경사방향 등이라도 좋고, 이동방향은 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 자립성포대본체는 수직방향이어도 자립성포대상부를 강제적으로 90도 가깝게 굽혀서 초음파작동기를 대략 수직방향으로 이동시켜 초음파시일하는 방식 등도 본 발명의 범주이다.
다음에 본 발명에 의한 초음파방식과 히트시일방식의 조합에 대해서 설명한다. 전술한 제14도, 제15도 및 제16도에서 설명한 초음파방식에 의해 출구스토퍼(3)를 자립성포대(21)에 초음파시일한 후, 제7도에 표시한 방식에 의한 히트시일을 실시함으로써 시일안정성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 이 히트시일은 1회 또는 복수회 반복해도 좋으며, 히트시일 후 냉각공정인 냉각시일을 해도 좋다.
최후의 공정에서 용착부는 냉각시일 또는 공기의 송풍장치 등의 냉각장치(74)에 의해 냉각하는 것도 가능하며, 냉용물을 충전한 출구스토퍼부 자립성포장체는 테이블로 배출된다.
본 발명에 있어서, 각공정의 조작은 자립성포대를 각공정간을 원피치운동으로 간헐적으로 이동시켜서 행할 수 있는, 경우에 따라서는 각광정의 기구를 자립성포대의 연속적 이동과 동조시켜서 행할 수 있다.
다음에, 자립성포대를 긴 포장재료원단으로부터 연속적으로 제조하는 공정을 포함하는 본 발명의 실시의 태양을 설명한다. 제19도에 있어서 로올(75)로부터 송출된 원단필름(76)은 저부펀치천공공정(77)에 의해 천공되어 원단이송공정(78)을 경유해서 접혀지고, 동시에 저부절입공정(79)에 의해 저부구성재료가 접혀져서 삽입된다. 원단이송공정(78)의 일부에 원단필름에 리브를 부여하는 공정(도시생략)이 부가되어 있는 경우도 있다. 그후, 필름은 저부시인공정(80)과 사이드시일공정(81)에서 가열시일되고, 펀칭공정(82)에서 자립성포대의 형상으로 펀칭되어, 제9도와 같은 테이블에 공급되어서 유지, 개구, 충전, 출구스토퍼의 공급, 용착이 행해지고, 출구스토퍼부 자립성포장체로서 배출된다.
또, 본 발명의 실시의 다른 태양으로서 제 20도에 표시한 바와 같이 자립성포대의 펀칭, 공급으로부터 유지, 개구, 충전, 출구스토퍼의 공급, 용착, 배출까지의 공정을 직선형상으로 배치할 수 있다.
본 발명의 장치는 본 발명의 제조방법의 상술한 각공정의 기능을 가진 기구를 공정순으로 조합해서 이루어진 자립성포장체의 제조장치이다.
내층이 폴리프로필렌핀름으로서 외층이 연신나일론 66 필름인 다층필름으로 만들어진, 높이가 26cm이며, 폭이 만곡부(19)에서 14cm이고, 포대의 맨 위에 있는 개구부(4)의 폭이 8cm이며, 만곡부(19)와 지단부사이의 길이가 4cm인 자립성포대를 사용해서 제9도의 제조장치에 의해 본 발명을 실시했다.
매거진(20)에 장전된 자립성포대(21)를 포대공급장치를 사용해서 테이블의 소정위치에 공급하고, 그리퍼(22)에 의해 거의 수직으로 유지한다. 자립성포대의 양측면을 진공식흡반(23)을 사용해서 약간 끌어당겨 분리되어 형성된 슬릿으로부터 공급홉입노즐(24)로 광기를 흡입함으로써 포대를 개방한 후, 정량공급장치(25)로부터 사라다유800m1률 충전했다. 이어서 폴리프로필린제의 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼(3)를 개부구(4)에 공급하고, 초음파용착장치에 의해 출구스토퍼본체(1)의 주형플랜지부분과 개구부의 내면을 용착했다. 이 때 개구부의 내면에 부착한 사라다유는 초음파에 의해 튀어떨어져서 견고한 용착이 달성되었다.
본 밭명의 특징을 요약하면, 내용물을 가진 출구스토퍼부자립성포장체를 높은 생산성으로 제조할 수 있고, 자린성포장체의 형상을 자유로이 선택할 수 있으며, 종래의 히트시일방식에 비해 시일시간이 짧고, 시일면에 이물질이 존재해도 확실히 시일할 수 있으며, 시일안정성이 뛰어나고, 또한 구조도 간단하고, 맨위 중앙에 출구스토퍼가 있는 취급하기 쉬운 자립성포장체를 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 출구스토퍼를 가진 자립성포장체의 제조방법에 있어서,
    (a) 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대를 공급해서 수직으로 유지하는 공정,
    (b) 이 자립성포대의 개구부를 개구하는 공정,
    (c) 이 자립성포대에 내용물을 충전하는 공정,
    (d) 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼를 개구부에 공급하는 공정,
    (e) 출국스토퍼본체의 주형플랜지의 측면을 자립성포대의 개구부 내면에 용착하는 공정을 가지고, 또한 각 공정의 순서가(a), (b), (c), (d), (e)이고 상기 공정(e)에 있어서, 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 초음파주파수하에 있어서의 기계적 진동을 하는 초음파작동기를 설치하고; 앤빌 또는 다른 초음파작동기를 출구스토퍼의 반대쪽위치에 설치하고 또한 초음파작동기가 출구스토퍼의 반대쪽에서 앤빌 또는 다른 초음파작동기에 면하돌고 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 설치하며; 한쪽의 초음파작동기와 반대쪽의 앤빌 또는 다른 초음파작동기가 출구스토퍼의 시일면에 대해서 직교하는 축선상을 상호 동기하면서 개폐구동하고; 출구스토퍼의 개구부의 주형플랜지의 측면을 자립성포대의 개구부의 내측면에 용착하는 출구스토퍼부 자립성포장체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대가 긴포장재료원단으로부터 연속적으로 제조되는 공정이 상기 (a) 공정전에 행해지는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자립성포대가 포대동체부를 형성하는 사이드시일선을 가지며, 시이드시일선 이 자립했을 때의 자립성포대의 높이의 중간부에 잘룩부를 가지며, 시일드시일선으로부터 안쪽에 포대폭의 10∼35%떨어진 위치의 동체구성부에 안쪽을 향해서 볼록형상의 거의 원호형상곡선부를 가진 한쌍의 선형상홈 및 선형상리브를 형성함으로써, 상부까지 자립성이 있는 것인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 대향하는 초음파작동기 각각의 공진주파수가 다른 값인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  5. 제I항에 있어서, 대향하는 초음파작동기를 진동자전환기능을 가진 전환용 초음파발진기에 의해 차례로 전환조작을 행하게 함으로써, 1대의 초음파발진기로 대향하는 초음파작동기를 구동시키는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 용착하기 위한 양면이, 초음파진동 또는 고주파에 의해, 온도제어된 열봉을 사용해서 하나 또는 두 방향으로부터 출구스토퍼의 주형플랜지를 향해서 자립성포대의 개구부의 바깥쪽을 가볍게 압접시킴으로써 스폿용착하는 가시일공정이 상기공정(d)의 후 및 상기 공정(e)의 전에 행해지는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 초음파발진제어방식이 시간제어, 이동량체어 혹은 에너지제어, 또는 이들의 조합에 의한 제어방식인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 출구스토퍼본체의 주형플랜지 양면의 각각에 폭 0.2∼0.8mm, 높이 0.05∼0.4mm의 용착리브를 1조 내지 복수조형성하고, 주형플랜지의 두면 사이의 공간부내에 보강리브를 복수개 형성해서, 보강리브와 주형플랜지와의 접속재소 및/또는 주형플랜지접합부에 아르형상 또는 테이퍼형상의 육성부를 형성한 출구스토퍼부자립성 포장체의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 초음파작동기의 혼의 작업단형상 및/또는 앤빌의 받침부형상이 , 주형플랜지의 용착베이스의 산형형상부의 반경치수에 자립성포대두께의 0.6∼1.4배의 두께에 상당하는 치수를 부가한 반경치수를 가진 혼산형형상부 및/또는 앤빌산형형상부이며, 주형플랜지의 용착베이스의 곡형형상부의 반경치수로부터 자립성포대의 두께의0.6∼1.4배의 두께에 상당하는 치수를 감한 반경치수를 가진 혼곡형형상부 및/또는 앤빌곡형형상부인 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법,
  10. 제1항에 있어서. 공정(e)가 행해진 후에 공정(e)에서 얻어진 자립성포대를 히트시일하는 공정이 행해지는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조방법
  11. 출구스토퍼부자립성포장체를 제조하는 장치에 있어서, (a) 내용물의 충전을 위한 개구부를 맨위에 가진 자립성포대를 공급해서 수직으로 유지하는 기구.
    (b) 이 자립성포대의 개구부를 개구하는 기구,
    (c) 이 자립성포대에 내용물을 충전하는 기구,
    (d) 주형플랜지의 위에 스토퍼부출구를 가진 출구스토퍼를 개구부에 공급하는 기구,
    (e) 출구스토퍼본체의 주형플랜지의 측면을 자립성포대의 개구부내면에 용착하는 기구를 가지며, 또한 각 기구를 (a), (b), (c), (d), (e)의 순서로 조합해서 이루어진 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기구(e)에 있어서, 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 초음파주파수하에 있어서의 기계적 진동을 하는 초음파작동기를 설치하고, 앤빌 또는 다른 초음파작동기를 출구스토퍼의 반대쪽위치에 설치하고 또한 초음파작동기가 출구스토퍼의 반대쪽에서 앤빌 또는 다른 초음파작동기에 면하도록 출구스토퍼의 시일면에 직교하는 축선상에 설치하며, 한쪽의 초음파작동기와 반대쪽의 앤빌 또는 다른 초음파작동기가 출구스토퍼의 시일면에 대해서 직교하는 축선상을 상호 동기하면서 개폐구동하는 구조를 가진 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치.
  13. 제12항에 있어서, 대향시킨 초음파작동기 각각의 공진주파수를 다른 값으로 설정한 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치 .
  14. 제12항에 있어서, 대향시킨 초음파작동기를 진동자전환기능을 가진 교환형 초음파발진기에 의해 차례로 전환조작을 행하게 함으로써, 1대의 초음파발진기로 대향하는 초음파작동기를 구동시키는 구성으로 이루어진 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치.
  15. 제12항에 내지 제14항의 어느 한 항에 있어서, 상기 기구(e)후에 기구(e)에 의해 얻어진 자립성포장체를 히트시일하는 기구를 포함하는 출구스토퍼부자립성포장체의 제조장치.
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