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公開番号2025100502
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024225077
出願日2024-12-20
発明の名称単一化された多層製品を溶着するための方法および装置
出願人ヘルマンウルトラシャルテクニークゲーエムベーハーウントコー.カーゲー,HERRMANN ULTRASCHALLTECHNIK GMBH & CO.KG
代理人清流国際弁理士法人
主分類B29C 65/20 20060101AFI20250626BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】連続的な方法において、単一化された製品を迅速且つ確実に封止する方法を提供する。
【解決手段】発生器36、アンビル32、コンバーター46、ソノトロード42、および、任意に変換部品(振幅増幅器)を有する振動構造を備える超音波ツール30を用いて、単一化された多層製品100を溶着する方法であって、製品を、前記ソノトロードと前記アンビルとの間に形成された、間隙幅Sの間隙内を移動させる。前記超音波ツールによって、前記(単一化された)製品を溶着経路に沿って移動させている間に溶着し、ここで、前記ソノトロードおよび/または前記アンビルを前記製品に対して力で押圧し、前記発生器によって、前記ソノトロードを所定の振幅で振動してその振動を前記製品に伝達するように励起する。少なくとも1つの溶着パラメーター、好ましくは前記振幅および/または前記力および/または前記間隙幅を、前記製品の移動中に調整および変更する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
発生器とソノトロードとアンビルとを備える超音波ツールを用いて単一化された多層製品を溶着するための方法であって、
前記製品を、前記ソノトロードと前記アンビルとの間に形成された、間隙幅Ｓの間隙内を移動させ、
前記ソノトロードおよび／または前記アンビルを前記製品に対して力で押圧し、前記発生器によって、前記ソノトロードを所定の振幅で振動させてその振動を前記製品に伝達するように励起することにより、前記超音波ツールによって前記製品を溶着経路に沿って移動させる間に溶着し、
少なくとも１つの溶着パラメーター、好ましくは前記振幅および／または前記力および／または前記間隙幅を、前記製品の移動中に調整および変更することを特徴とする方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記溶着経路が、前記製品の第１の縁部領域において始まり、および／または、前記製品の第２の縁部領域において終わり、前記製品を、好ましくは、前記間隙内を移動させる前に、前記縁部領域の少なくとも１つにおいて材料接着で閉じる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記製品を溶着するために前記ソノトロードを振幅Ａ
high
で振動するように励起し、Ａ
high
が好ましくは２０μｍ～４０μｍであり、他の時間では、前記ソノトロードをＡ
high
よりも小さい振幅Ａ
low
で振動するように励起し、好ましくは：０＜Ａ
low
＜０．５＊Ａ
high
が適用される請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記製品が前記間隙またはその前に到達するときに前記振幅をＡ
high
に設定し、および／または、前記製品が前記間隙を離れるときに前記振幅をＡ
low
に設定する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
センサーユニットを使用して、前記製品が前記間隙に到達しているか、または、前記間隙を離れるかを検出し、前記センサーユニットが、信号を前記発生器に直接送信し、前記発生器が、任意に時間遅延をもって前記振幅をＡ
high
またはＡ
low
に設定する請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
現在の振幅Ａ
now
から目標の振幅、特にＡ
high
またはＡ
low
への移行が、前記振幅の連続的な適合（傾斜）によって行われ、前記傾斜の傾きが、好ましくは連続的に制御され、および／または、前記傾斜が、前記縁部領域の１つの範囲内にあるかまたは前記縁部領域の１つに重なる請求項３～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記間隙の前記幅Ｓを、好ましくは金属接触の検出を使用して、前記ソノトロードおよび／または前記アンビルを互いに対して移動することによって連続的に設定し、および／または、距離の測定を前記間隙のサイズを制御するための入力変数として使用し、および／または、前記間隙の目標のサイズを前記間隙幅Ｓを制御するための入力変数として設定して使用する請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
複数の製品を、前記間隙内を順々に移動させ、それぞれを溶着経路に沿って溶着する請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記製品に、前記間隙内を移動させて溶着する前に内容物を充填し、および／または、前記製品を、前記間隙内を５ｍ／ｍｉｎ～１００ｍ／ｍｉｎの速度で移動させ、および／または、前記製品が、好ましくはそれぞれの層厚が５０μｍ～３００μｍの少なくとも２つの層を備える請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
単一化された多層製品を溶着するための装置であって、
発生器、コンバーター、ソノトロードおよびアンビルを有する超音波ツールと、搬送装置とを備え、前記超音波ツールは、前記ソノトロードと前記アンビルとの間に、間隙幅Ｓの間隙が形成され、前記発生器が、前記ソノトロードをある振幅で振動するように励起するように設定され、前記ソノトロードおよび／または前記アンビルを前記製品に対して力で押圧するように設定され、前記超音波ツールの少なくとも１つの溶着パラメーター、好ましくは前記振幅および／または前記力および／または前記間隙幅を制御および変更可能であり、
前記搬送装置は、前記単一化された製品を前記間隙内に移動させる、好ましくは、前記発生器によって、前記ソノトロードが、所定の振幅で振動してその振動を前記製品に伝達するように励起されることにより、溶着経路に沿って前記超音波ツールによって前記製品がその移動中に溶着されるように、前記製品を移動させるように設定されていることを特徴とする装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一化された多層製品を溶着するための方法および装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
超音波溶着は、製品製造の多くの分野において非常に有利な方法であることが証明されている。超音波溶着の２つの主な分野としては、例えば、多層材料のウェブを連続的に溶着する連続的な方法と、組立体の２つの部品を作業者が個々に繰り返し接合する非連続的な方法とがある。連続的な方法は、ＤＥ１０２０１４１１０６３４Ａ１により知られている。
【０００３】
製造技術分野において、超音波溶着を使用して未だ実現できていない接合方法、例えば、単一化された容器、特に袋の連続的な溶着がある。溶着の場合、単一化されているが開口している容器は、溶着シームによって閉じられる。容器は、通常、例えば食品や動物用飼料、ボディケア商品が予め充填されている。溶着シームによって、容器の複数の層、通常は容器を区切る２つの壁を溶着する。封止溶着の場合、内容物を外気から保護するために、溶着シームによって容器を気密に封止することが非常に重要である。
【０００４】
ＤＥ１０２０１３１００４７４Ａ１は、単一化された製品、特に牛乳パックのゲーブルシーム（ｇａｂｌｅｓｅａｍ）を封止するための超音波溶着装置に関する。ＤＥ１０２０１５１１０３８７Ａ１は、個々の複合パッケージの溶着にも使用できる超音波溶着装置を開示している。ＵＳ３，２９４，６１６は、ストップを用いて最小の間隙が設定される超音波溶着装置を示している。材料ウェブの断続的な超音波加工のための二つの方法が、ＤＥ１０２０１７１０７６１７Ａ１およびＤＥ１０２０２２１０５９４４Ａ１により知られている。
【０００５】
先行技術により知られている超音波溶着方法は、単一化された容器の連続的な封止／包装には十分には適していない。連続的な超音波溶着における過去の試みにおいては、容器が、特にその縁部において損傷したり、溶着シームがその溶着方法によって封止されなかったりするため、許容できない。
【０００６】
単一化された袋の封止溶着には、非連続的な方法が考えられる。しかしながら、それらは、より時間がかかることが多く、フロー製造を伴う製造方法に組み込むには多大な労力を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、連続的な方法において、単一化された製品を迅速且つ確実に封止する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明に係る方法および装置によって解決される。
【０００９】
発生器、アンビル、コンバーター、ソノトロード、および、任意に変換部品（振幅増幅器）を有する振動構造を備える超音波ツールを用いて、単一化された多層製品を溶着する方法であって、製品を、前記ソノトロードと前記アンビルとの間に形成された、間隙幅Ｓの間隙内を移動させる。前記超音波ツールによって、前記（単一化された）製品を溶着経路に沿って移動させている間に溶着し、ここで、前記ソノトロードおよび／または前記アンビルを前記製品に対して力で押圧し、前記発生器によって、前記ソノトロードを所定の振幅で振動してその振動を前記製品に伝達するように励起する。少なくとも１つの溶着パラメーター、好ましくは前記振幅および／または前記力および／または前記間隙幅を、前記製品の移動中に調整および変更する。
【００１０】
他の溶着パラメーターも変更することなく制御することができる。そして、それらを、例えば一定の目標値に設定できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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