(57)【要約】【課題】寿命が長く、接合物のシール強度を高めることのできるインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法及びこの方法による加工が施されたインパルスシール用ヒータを提供する。【解決手段】ニッケル・クロム合金製等金属製のヒータ表面に、前記ヒータの表面硬度と同等以上の硬度を有する粒径２００μｍ以下、好ましくは６０μｍ〜２０μｍの球状ショットを噴射圧力０．１ＭＰａ以上、又は噴射速度３０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル・クロム合金製等金属製のヒータ表面に、前記ヒータの表面硬度と同等以上の硬度を有するショットを噴射圧力０．１ＭＰａ以上、又は噴射速度３０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することを特徴とするインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法。
【請求項２】
前記ショットが球状で、粒径２００μｍ以下、好ましくは６０μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載のインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法。
【請求項３】
ニッケル・クロム合金から成り、その表面に該表面の硬度と同等以上の硬度を有するショットを噴射圧力０．１ＭＰａ以上、又は噴射速度３０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することにより防蝕加工が施されていることを特徴とするインパルスシール用ヒータ。
【請求項４】
前記ショットが球状で、粒径２００μｍ以下、好ましくは６０μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項３記載のインパルスシール用ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂「インパルスシール」により包装袋に封をする場合等に使用されるインパルスシール用のヒータの防蝕加工方法及び前記方法により加工されたインパルスシール用のヒータに関し、より詳細にはこのインパルスシール用のヒータの腐蝕を防止して長寿命化することのできる加工方法及び該加工方法により加工されたインパルスシール用ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱接合性のあるフィルムやシート等の接合物を熱衝撃接合、すなわち「インパルスシール」により接合するインパルスシール装置は、加圧状態で挟持された接合物のシール部を、ニッケル・クロム合金のヒータに短時間通電して発生した熱により溶融すると共に、ヒータに対する電流遮断後しばらく加圧状態を保ち、接合物の冷却を待って加圧状態から開放することにより接合物を溶着するものである。
【０００３】
このインパルスシール装置１は、図１及び図２に示すように前述の接合物３
０を載置するシール台１０と、このシール台１０の上方で昇降移動して前述のシール台１０との間で接合物３０を挟持する圧着板２０を備えており、その加熱方式により片側加熱方式と上下加熱方式とに分類される。
【０００４】
このうちの片側加熱式インパルスシール装置１のシール台１０及び圧着板２０の、接合物３０を挟持する部分（以下、「挟持部」という。）の構成は、一例として図１に示すようにシール台１０又は圧着板２０のいずれか一方（図示の例にあってはシール台１０）の挟持部に耐熱性ゴム１１やガラスシート１２等から成る耐熱絶縁材を取り付け、この耐熱絶縁材上にヒータ１３を載置すると共に、溶融した接合物３０の粘着を防止するテフロン（登録商標、以下同じ）のシート１４等の粘着防止材を載置した構成となっており、他方（図示の例にあっては圧着板２０）の挟持部にはシリコンゴム２１等の耐熱性ゴムをクッション台として貼着した構成となっている。
【０００５】
一方、前述の片側加熱式インパルスシール装置１が、シール台１０又は圧着板２０のいずれか一方にのみヒータ１３を設けた構成であるのに対し、上下加熱式インパルスシール装置１は、シール台１０及び圧着板２０の双方にヒータ１３，２３を設けて接合物３０を上下より加熱可能としたもので、図２に示すように圧着板２０の挟持部にはシリコンゴム２１やガラステープ２２等から成るクッション性を有する耐熱絶縁材が貼着されていると共にこの耐熱絶縁材上にヒータ２３を設け、さらに接合物３０の粘着を防止するためのテフロンシート２４等の粘着防止材がこのヒータ２３上に設けられている。なお、図示の例ではシール台１０の挟持部については図１に示した前述の片側加熱式インパルスシール装置１と同様の構成である。
【０００６】
以上のように構成されたインパルスシール装置１において、シール台１０上に載置された接合物３０上に圧着板２０を降下させてシール台１０と圧着板２０間で接合物３０を挟持すると共に、ヒータ１３，２３に比較的短時間の通電を行いこれを発熱させて接合物３０を溶融し、ヒータ１３，２３に対する通電を遮断した後、接合物３０の冷却を待って圧着板２０を上昇させてこれを接合物３０上より引き離すと、シール台１０と圧着板２０とで挟持された部分において接合物３０が溶融接着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインパルスシール用シーラにおいて多数の接合物３０に対して連続して接合を行う場合、これに使用されるヒータ１３，２３は加熱・冷却が比較的短時間で繰り返し行われるために、熱による応力腐蝕が発生し易くこれにより表面に錆が発生して異常発熱が発生する原因となっている。
【０００８】
また、このようにして発生した錆は、ヒータ１３，２３上に粘着防止材として取り付けられたテフロンシート１４，２４等にも焼き付いてしまい、ヒータ１３，２３と共に使用されるテフロンシート１４，２４等の粘着防止材も使用することができなくなる。
【０００９】
以上のように構成されたインパルスシール装置において、現状ではヒータの表面を可及的に平滑に仕上げることがヒータを長寿命化するために有効であると考えられているが、このようにして平滑に仕上げたヒータを使用する場合であっても、多数回に亘って作業を繰り返すと、ヒータが局部的に異常発熱し、表面が焼けて酸化して約４００回程度のインパルスシールを終了した時点でヒータ及びこのヒータ上に配置されたテフロンシートはいずれも前述したように錆等の汚れの付着が著しくなり、さらに５００回程度の連続使用により、インパルスシールが行えなくなる等してシール不良が発生するものとなっている。
【００１０】
このようなシール不良が発生した場合には、シール不良の発生原因となっているヒータや粘着防止材であるテフロンシート等を交換する必要があるが、このようなヒータやテフロンシート等の交換を行うためにはインパルスシール装置を停止してシール作業を中断する必要があると共に、これらの交換作業は繁雑であり、また、所定回数の使用毎にヒータやテフロンシート等の部品を交換すれば、この交換のためのコストも嵩む。
【００１１】
特に、従来技術として説明したインパルスシール装置のうち図２に示す上下加熱式インパルスシール装置にあっては、このような部品の交換に際してシール台及び圧着板のいずれに取り付けられたヒータやテフロンシート等の部品をも交換する必要があり、より一層コストが嵩むものとなる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、比較的簡単な処理によりインパルスシール用ヒータに腐蝕が発生することを防止してその寿命を長期化すると共に、シール後の接合物のシール面が均一できれいに仕上がると共にシール強度を高めることのできるインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法及び前記方法により加工されたインパルスシール用ヒータを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法及び該方法により加工されたインパルスシール用ヒータは、ニッケル・クロム合金製等金属製のヒータ表面に、前記ヒータの表面硬度と同等以上の硬度を有するショットを噴射圧力０．１ＭＰａ以上、又は噴射速度３０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することを特徴とする（請求項１，請求項３）。
【００１４】
前述のインパルスシール用ヒータの加工方法において使用する前記ショットは、これを球状と成し、その粒径を２００μｍ以下、好ましくは６０μｍ〜２０μｍとすることが好ましい（請求項２，請求項４）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１６】
本発明のインパルスシール用ヒータの防蝕加工方法は、ニッケル・クロム合金から成るインパルスシール用ヒータ表面にブラスト法によりヒータの表面硬度と同等以上の硬度を有するショットを噴射してその表面の改質を行うものである。なお、本明細書において「噴射」とは、圧縮気体と共にショットを噴射する場合の他、遠心力や回転力等によりショットを投射する場合を含む。
【００１７】
ヒータ表面に対するショットの噴射は、このショットを圧縮空気、その他の圧縮気体を利用して噴射する場合には、その噴射圧力を０．１ＭＰａ以上で行い、又は遠心力や回転力等を利用してショットの投射を行う場合には、その速度を３０ｍ／ｓｅｃ以上、噴射時間は５ｓｅｃ／ｃｍ２以上で行う。
【００１８】
本発明の方法により使用されるショットは、前述のように処理対象とするヒータの硬度と同等以上の硬度を有するものであれば、その材質は特に限定されず、各種金属、セラミック、又はこれらの混合体、ガラスや樹脂等、如何なる材質のショットを使用しても良く、本実施形態にあっては一例としてアルミナ・シリカビーズをショットとして使用している。
【００１９】
使用するショットの形状は特に限定されないが、好ましくは球状のものを使用し、その粒径は、直径２００μｍ以下、好ましくは６０μｍ〜２０μｍである。
【００２０】
以上説明したショットを、前述の噴射条件にてヒータの表面に噴射すると、ニッケル・クロム合金から成るヒータの表面のうちのショットが衝突した部分は、このショットの衝突時のエネルギにより瞬時に再結晶温度迄加熱されると共に、その後瞬時に常温まで急速に冷却され、この加熱、急冷が繰り返し行われることによりヒータの表面組織が微細化、緻密化して表面硬度も高くなり、通電、遮断が繰り返されて急速な加熱・冷却が繰り返して行われる状況下にあっても、熱による応力腐食が発生し難くなる。その結果、このようにして加工されたヒータをインパルスシール用のヒータとして使用する場合においてもヒータが酸化し難く、従って本発明の方法により処理されたヒータは長寿命となるものと考えられる。
【００２１】
また、前述のようにしてショットの噴射が行われたヒータの表面は、このヒータの表面硬度と同等以上の硬度を有するショットとの衝突によりその表面に円弧状の凹凸が多数形成されて梨地状となるため、シール部分の表面積が大きくなり、接合物のシール強度が向上する。
【００２２】
〔比較試験〕
以上説明した本発明の方法により加工されたインパルスシール用ヒータと、未処理のインパルスシール用ヒータをそれぞれ使用して、それぞれの耐久性能の比較試験を行った。
【００２３】
なお、以下の比較試験において使用したインパルスシール装置及びヒータは、富士インパルス株式会社製のインパルスシール装置「ＦＩ−３００−５Ｗ」及びこれに使用するヒータ（ニッケル・クロム合金製無垢体）であり、上記ヒータに下記の表１に示す条件でブラスト加工を行ったものを「本願例」として、未処理の上記ヒータを「比較例」として、それぞれ上下加熱式の上記インパルスシール装置（ＦＩ−３００−５Ｗ）に取り付けて比較試験を行った。なお、シール台及び圧着板の教示部における構成は、前述した図２に示すインパルスシール装置と同様である。
【００２４】
【表１】処理条件
2004099967.tif 000002
【００２５】
〔試験結果〕
上記本願例及び比較例のヒータを使用して比較試験を行った結果を、下記の表２に示す。
【００２６】
本試験例は、前述の上下加熱式インパルスシール装置（ＦＩ−３００−５Ｗ）を使用し、接合物としてポリエチレン製の網４枚を重ね合わせてインパルスシールを行い、網袋の制作を行った結果である。
【００２７】
【表２】比較試験結果
2004099967.tif 000003
【００２８】
本発明の方法によるブラスト処理が施されていない「比較例」のヒータを使用してインパルスシールを行った場合には、約４００回のインパルスシールによりヒータ及びテフロンシート共に黒く汚れ、約５００回の使用によりインパルスシールを行うことができなくなった。そのため、シール台及び圧着板の挟持部に取り付けられていたヒータ及びテフロンシートは、以後継続して使用することができずに交換が必要となり、また、この挟持部に取り付けられていたガラステープや耐熱ゴム等についても交換が必要となった。
【００２９】
これに対して、本発明の方法によりブラスト加工を行った「本願例」のヒータを使用した場合には、ヒータ及びテフロンシート共に、約１５００回の使用後においても汚れ等が生じておらず、未使用状態のヒータ及びテフロンシートと比較しても殆どその変化が認められなかった。
【００３０】
そのため、この１５００回使用後のヒータ及びテフロンシートはこれをさらに継続して使用することが可能であり、本願例のヒータを使用する場合にはヒータ、テフロンシートの寿命が未加工の場合に比較して３倍以上となると共に、これらと共に使用されるガラステープや耐熱ゴム等についても損傷が少なく、その寿命を長期化できることが確認された。その結果、本発明の方法により加工されたヒータを使用することで、部品交換等に伴い発生するコストを大幅に減少させることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した本発明の構成により、インパルスシール用ヒータの表面に所定の条件でブラスト加工を行うという比較的簡単な方法により、腐蝕の発生を防止して寿命が長く、しかもインパルスシールされた接合物のシール強度を高めることのできるインパルスシール用ヒータの加工方法及びこの方法により加工されたインパルスシール用ヒータを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】インパルスシール装置の一構成例を示す概略説明図。
【図２】インパルスシール装置の別の構成例を示す概略説明図。
【符号の説明】
１　インパルスシール装置
１０　シール台
１１　耐熱性ゴム
１２　ガラスシート
１３　ヒータ
１４　テフロンシート
２０　圧着板
２１　シリコンゴム
２２　ガラステープ
２３　ヒータ
２４　テフロンシート
３０　接合物
【図１】
2004099967.tif 000004
【図２】
2004099967.tif 000005