JP2023533291A - 横方向シールのためのインダクタ、横方向シールのためのインダクタを備える包装機、及びその方法 - Google Patents

横方向シールのためのインダクタ、横方向シールのためのインダクタを備える包装機、及びその方法 Download PDF

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JP
Japan
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sealing
tube
inductor
section
packaging material
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English (en)
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カール・イスラエルソン
ペール・カールソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Abstract

食品が充填された包装材料(108)のチューブ(104)を横方向にシールするためのインダクタ(206)である。インダクタ(206)は、シール状態(S)の間、包装材料(108)に面するように配置された第1及び第2のシール面(502a、502b)を備える主本体(402)と、切断状態(C)の間、ナイフ(208)を受け入れるために主本体(402)に設けられた凹部(504)であって、第1及び第2のシール面(502a、502b)が凹部(504)の両側に配置されている、凹部(504)と、シール状態(S)の間、包装材料(108)に渦電流を誘起するために、主本体(402)に設けられた導電体装置とを備え、第1及び第2のシール面(502a、502b)のそれぞれが、上部セクション(506)、凹部(504)と上部セクション(506)との間に配置された内側シールセクション(508)、並びに、上部セクション(506)とインダクタ(206)の外縁(512)との間に配置された外側シールセクション(510)を備え、内側シールセクション(508)が、凹部(504)に向かって傾斜しており、外側シールセクション(510)が、外縁(512)に向かって傾斜しており、それによって、第1及び第2のシール面(502a、502b)がシールバンドに向かって押されるにつれて、チューブ(104)内に保持された食品中の製品がチューブのシールバンドから押しのけられることを提供する。【選択図】 図5A

Description

本発明は包装技術に関する。より具体的には、本発明は、食品が充填された包装材料のチューブの横方向シールのためのインダクタに関する。本発明はさらに、食品パッケージを製造するための包装機及びその方法に関する。
現在、液体食品が充填されたカートンパッケージ、例えば牛乳が充填されたテトラブリック(登録商標)パッケージを製造することはよく知られている。テトラブリック(登録商標)包装機は、ロール供給式包装機の一例であり、これはロール供給式充填機と呼ばれることもある。ロール供給式包装機では、リールで包装機に供給される包装材料のウェブがチューブに形成され、長手方向のシールが施される。チューブを形成し、長手方向のシールを施した後、チューブに製品を充填する。チューブの下端から、横方向のシールが連続的に形成される。横方向のシールの形成と同時に、チューブの下端が切断され、液体製品が充填されたパッケージが形成される。これらのパッケージはその後、包装材料に設けられているあらかじめ作られた折り曲げ線(弱化線とも呼ばれる)を利用してパッケージを最終形態に折り曲げる折り曲げデバイスに移される。
別のタイプの包装機は、いわゆるブランク供給式の包装機である。ロール供給式とは異なり、ブランク供給式包装機では、パッケージは1つ1つ作られる。両者のもう1つの違いは、長手方向のシールが包装機で作られるのではなく、あらかじめ作られていることである。したがって、ブランクとは、この文脈では、包装材料のスリーブ状の片と見なすことになる。ブランク供給式包装機では、ブランクは立てられる、すなわち内部空間が形成されるように展開される。立てられた後、スリーブの一端に横方向のシールが施されることによって、閉鎖端部が形成される。次のステップにおいて、製品がスリーブに充填され、その後、スリーブの別の端部が、閉鎖パッケージが形成されるように横方向のシールを提供することによって閉鎖される。
確実に製品をパッケージ内に安全に保持するために、横方向のシールを信頼できる方法で作ることが必要である。信頼できる横方向シールを提供するための技術は何年にもわたって使用されてきたが、速度、例えば1時間当たりのパッケージの生産数、パッケージに充填される製品の異なる種類、例えば高粘度製品、種子及び他の種類の粒子を含む製品、使用間隔等の点で要件が絶えず増加しているため、横方向シール技術の改良が求められている。
本発明の目的は、従来技術の上記で特定された制限の1つ又は複数を少なくとも部分的に克服することである。
第1の態様によれば、食品が充填された包装材料のチューブを横方向にシールするためのインダクタが提供される。インダクタは、
シール状態の間、包装材料に面するように配置された第1及び第2のシール面を備える主本体と、
切断状態の間、ナイフを受け入れるために主本体に設けられた凹部であって、第1及び第2のシール面が凹部の両側に配置されている、凹部と、
シール状態の間、包装材料に渦電流を誘起するために、主本体に設けられた導電体装置とを備え、
第1及び第2のシール面のそれぞれが、上部セクション、凹部と上部セクションとの間に配置された内側シールセクション、並びに、上部セクションとインダクタの外縁との間に配置された外側シールセクションを備え、
内側シールセクションが、凹部に向かって傾斜しており、外側シールセクションが、外縁に向かって傾斜しており、それによって、第1及び第2のシール面がシールバンドに向かって押されるにつれて、チューブ内に保持された食品中の製品がチューブのシールバンドから押しのけられることを提供する、
ことを特徴とする。
「横方向シール」という用語は、ここでは、包装材料のチューブの上部又は底部のシールを意味する。
「傾斜」という用語は、ここでは、角度の付いた傾きを意味する。したがって、長さに対する高さ、言い換えると、長さで割った高さと解釈すべきである。
「シールバンド」という用語は、ここでは、横方向シールに形成される可能性のあるチューブのセクションを意味する。
チューブの横方向シールのために開示されたインダクタを使用することによる利点は、所望の圧力プロファイルが達成されるということである。所望の圧力プロファイルを有することによって、製品がシールゾーンに全く封入されないか、又は少なくとも減少した量で封入されるように、シールゾーンから製品を締め出すことが可能である。したがって、開示されるインダクタは、製品がパッケージから出ることがなく、また空気がパッケージに入ることがない、より信頼性の高いシールゾーンを提供し得る。特に、種子などの粒子を含む食品は、封入される場合、横方向シールに著しく影響を与える可能性がある。
開示されたインダクタの設計によるさらなる利点は、外側シールセクションの外側に配置されたフェーズの効果として、インダクタに向かう圧力が低減される可能性があり、これは包装材料のより優しい処理を提供し、これが次に、より薄い包装材料を使用できること、又は包装材料のより少ない亀裂若しくは他の損傷を回避できることである。
さらに、第1のシール面及び第2のシール面を傾斜させることの利点は、チューブ内に圧力勾配を連続的に構築できることである。製品によって、例えば粘度及び粒子の有無が異なる可能性があり、粒子を含む場合、これらは異なる特性を有するため、シールバンドに製品が残留するのを避けるために製品によって異なる対策が必要となる場合がある。チューブ内に保持された製品に基づいて、シール面の傾斜の態様を表す傾斜プロファイルをカスタマイズすることで、圧力勾配の構築を製品に合わせて最適化し、横方向シールをさらに向上させることができる。
シール段階Sでシールバンドから製品残留物が適切に除去されることを改善することに加えて、シール面を傾斜させることはシール品質にも良い影響を与える。圧力勾配は、すなわち、シール段階Sの間に溶融されるポリマー層にも形成される。このことは、包装材料中の溶融ポリマーがどのように移動するかを、表面が平らなインダクタを使用する場合と比較してより正確に制御できることを意味する。その結果、包装材料中の溶融ポリマーが凝集する危険性を低減することができる。言い換えれば、溶融ポリマーをより効率的に分散させることができる。また、横方向シールを確実に行うために必要なポリマーが少なくて済むという別の良い効果もある。シール段階Sにおいて溶融ポリマーをどのように分配するかをより正確に制御することができるので、これは、必要なポリマーがより少なくて済むことを意味し、これはコストの観点だけでなく環境の観点からも有利である。
外側シールセクション長さ(OSS-L)は、内側シールセクション長さ(ISS-L)よりも大きくてもよい。
ここで、「外側シール面」という用語は、インダクタの上部セクションと外側セクションとの間に位置する外側シール面の長さを意味する。
ここで、「内側シール面」という用語は、凹部と上部セクションとの間に位置する内側シール面の長さを意味する。
インダクタは、外側シール面の外側サブセクションの外側サブセクション傾斜よりも大きい場合がある外側シール面の内側サブセクションの内側サブセクション傾斜を備えてもよく、内側サブセクションは上部セクションに当接してもよい。
内側シール面は、一定の傾斜を有してもよい。
シールバンドの長さは、14mm未満であってもよい。シールバンドの長さが14mm未満であることの利点は、横方向シールのために必要な包装材料がより少なくて済むことであり、これは次にコスト効率の向上をもたらす。したがって、シールゾーンに存在する食品を少なくするようにインダクタを設計することにより、総維持費の改善を達成することができる。
導電体装置は、二重閉回路を備えてもよい。
「二重閉回路」という用語によって、ここでは、電子導体が第1のコイル及び第2のコイルを備えること、すなわち、1つのコイルが、切断段階中にナイフを受け入れるように構成された凹部の両側に提供されることを意味する。二重閉回路は、第1及び第2のコイルを形成する1つの同じ回路を備えてもよい。
第2の態様によれば、食品パッケージを製造するための包装機が提供される。この包装機は、
包装材料のロールを受け取るように配置されたロール受け部と、
包装材料からチューブを形成するように配置されたチューブ形成器と、
チューブに食品を充填するように配置された製品充填デバイスと、
チューブの下部に横方向シールを提供するように配置された横方向シール装置であって、第1及び第2のシールジョー要素を備え、第1のシールジョー要素は第1のアームに取り付けられ、第2のシールジョー要素は第2のアームに取り付けられ、第1のアームは第1のモータ装置に取り付けられ、第2のアームは第2のモータ装置に取り付けられる、横方向シール装置とを備え、
第1のシールジョー要素が、先行請求項のいずれか一項に記載のインダクタを備え、
第2のシールジョー要素がアンビルを備え、
第1及び第2のモータ装置が、横方向シール装置を、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が分離されている上部開放状態、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が対向する側からチューブに押し付けられる上部シール状態、
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が対向する側からチューブに押し付けられる下部シール状態、及び
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が分離されている下部開放状態、
の間で移動するように構成され、
インダクタの上部及び下部傾斜面は、上部開放状態から上部シール状態への上部の状態移行中に、食品を包装材料のシールセクションから遠ざけることを提供する。
包装機は、それぞれ200ml未満の食品を含み得る食品パッケージを製造するように構成されてもよい。
包装機は、1時間当たり20,000個未満の食品パッケージの速度で運転してもよい。
第3の態様によれば、食品が充填された食品パッケージを製造する方法が提供される。この方法は、
ロール受け部を使用して包装材料のロールを受け取ること、
チューブ形成器を用いて包装材料からチューブを形成すること、
製品充填デバイスを用いて食品をチューブに充填すること、
第1及び第2のシールジョー要素を備える横方向シール装置を使用してチューブをチューブの下部で横方向にシールすることであって、第1のシールジョー要素が第1のアームに取り付けられ、第2のシールジョー要素が第2のアームに取り付けられ、第1のアームが第1のモータ装置に取り付けられ、第2のアームが第2のモータ装置に取り付けられ、第1のシールジョー要素が、包装材料を加熱するためのインダクタを備える、シールすることを含み、
インダクタが、
シール状態の間、包装材料に面するように配置された第1及び第2のシール面を備える主本体、
切断状態の間、ナイフを受け入れるために主本体に設けられた凹部であって、第1及び第2のシール面が凹部の両側に配置されている凹部、及び
シール状態の間、包装材料に渦電流を誘起するための、主本体内に設けられた導電体装置を備え、
第1及び第2のシール面のそれぞれが、上部セクション、凹部と上部セクションとの間に配置された内側シールセクション、並びに上部セクションとインダクタの外縁との間に配置された外側シールセクションを備え、
内側シールセクションが凹部に向かって傾斜しており、外側シールセクションが外縁に向かって傾斜しており、
第2のシールジョー要素がアンビルを備え、
シールするステップが、以下のサブステップ、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって分離される上部開放状態に横方向シール装置を置くこと、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2モータ配置を使用することによって対向する側からチューブに押し付けられ、それによって、第1及び第2のシール面がシールバンドに向かって押されるにつれて、チューブ内に保持された食品中の粒子がチューブのシールバンドから押しのけられることを提供する上部シール状態に横方向シール装置を置くこと、
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって対向する側からチューブに押し付けられる下部シール状態に横方向シール装置を置くこと、及び
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって分離される下部開放状態に横方向シール装置を置くこと、
を含む。
第2の態様で開示されたインダクタは、内側シールセクション長さ(ISS-L)よりも大きい場合がある外側シールセクション長さ(OSS-L)を備えてもよい。
第2の態様で開示されたインダクタは、外側シール面の外側セクションの外側セクション傾斜よりも大きい場合がある外側シール面の内側セクションの内側セクション傾斜を備えてもよく、内側セクションは上部セクションに当接してもよい。
内側シール面は、一定の傾斜を有してもよい。
シールバンドの長さは、14mm未満であってもよい。
第4の態様によれば、食品パッケージが提供される。食品パッケージは、以下のステップ:
ロール受け部を使用して包装材料のロールを受け取ること、
チューブ形成器を用いて包装材料からチューブを形成すること、
製品充填デバイス用いて食品をチューブに充填すること、
第1及び第2のシールジョー要素を備える横方向シール装置を使用してチューブをチューブの下部で横方向にシールすることであって、第1のシールジョー要素が第1のアームに取り付けられ、第2のシールジョー要素が第2のアームに取り付けられ、第1のアームが第1のモータ装置に取り付けられ、第2のアームが第2のモータ装置に取り付けられ、第1のシールジョー要素が、包装材料を加熱するためのインダクタを備える、シールすることによって得ることができ、
インダクタが、
シール状態の間、包装材料に面するように配置された第1及び第2のシール面を備える主本体、
切断状態の間、ナイフを受け入れるために主本体に設けられた凹部であって、第1及び第2のシール面が凹部の両側に配置されている凹部、及び
シール状態の間、包装材料に渦電流を誘起するための、主本体内に設けられた導電体装置を備え、
第1及び第2のシール面のそれぞれが、上部セクション、凹部と上部セクションとの間に配置された内側シールセクション、並びに上部セクションとインダクタの外縁との間に配置された外側シールセクションを備え、
内側シールセクションが凹部に向かって傾斜しており、外側シールセクションが外縁に向かって傾斜しており、
第2のシールジョー要素がアンビルを備え、
シールするステップが、以下のサブステップ、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって分離される上部開放状態に横方向シール装置を置くこと、
第1及び第2のアームが上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2モータ配置を使用することによって対向する側からチューブに押し付けられ、それによって、第1及び第2のシール面がシールバンドに向かって押されるにつれて、チューブ内に保持された食品中の粒子がチューブのシールバンドから押しのけられることを提供する上部シール状態に横方向シール装置を置くこと、
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって対向する側からチューブに押し付けられる下部シール状態に横方向シール装置を置くこと、及び
第1及び第2のアームが下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素が、第1及び第2のモータ装置を使用することによって分離される下部開放状態に横方向シール装置を置くこと、
を含む。
食品パッケージは、7mm以下の横方向シールフィン高さを備えてもよい。14mm未満のシールバンド長さを有することは、製造されるパッケージのシールフィン長さを7mm未満とすることができることを提供する。
本発明のさらに他の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な記載及び図面から明らかになるであろう。
第2、第3及び第4の態様の効果及び特徴は、第1の態様に関連して上述したものとほぼ同様である。第1の態様に関連して述べた実施形態は、第2の態様、第3の態様、及び第4の態様に概ね適合する。さらに、本発明的概念は、明示的に別段の記載がない限り、特徴のすべての可能な組み合わせに関連することに留意されたい。本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な記載から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の範囲内の様々な変更及び修正がこの詳細な記載から当業者に明らかになるので、詳細な記載及び具体例は、本発明の好ましい実施形態を示す一方で、例示のためにのみ与えられていることを理解されたい。
したがって、本発明は、記載されたデバイス及び方法が変化し得るので、記載されたデバイスの特定の構成部分又は記載された方法のステップに限定されないことが理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を記載するためだけのものであり、限定することを意図していないことを理解されたい。本明細書及び添付の請求項で使用される際、冠詞「a」、「an」、「前記(the)」、及び「前記(said)」は、文脈が別段に明確に指示しない限り、当該要素の1つ又は複数が存在することを意味することを意図していることに留意されたい。したがって、例えば、「ユニット(a unit)」又は「前記ユニット(the unit)」への言及は、いくつかのデバイスを含む場合があり、また同様のことが言える。さらに、「備える、含む、含有する(comprising、including、containing)」、及び同様の語句は、他の要素又はステップを除外しない。
次に本発明の実施形態を添付の概略図面を参照しながら例として記載する。
ロール供給式包装機の全体説明図である。 包装機内に配置され、横方向シールを提供するために使用されるシール装置のより詳細な図である。 横方向シール装置と、シール状態のサブ状態とを示す。 インダクタを異なる視点から示す。 インダクタをさらに詳しく示す。 複数の圧力プロファイルを含む線図を示す。 食品が充填された食品パッケージの製造方法を示すフローチャートである。
図1は、包装機100を概略的に示している。示された例では、包装機100は、ロール供給式カートン包装機である。このような機械の一般的な原理は、包装材料のロールからウェブ102が形成されることである。包装機100は、包装材料のロールを受け取るためのロール受け部(図示せず)を備えてもよい。示されていないが、食品安全規制を満たすために必要であれば、過酸化水素バス、低電圧電子ビーム(LVEB)デバイス、又は不要な微生物の数を減らすことができる他の任意の装置を用いて、ウェブ102を滅菌してもよい。滅菌後、チューブ形成器を使用することによって、ウェブ102をチューブ104に形成することができる。非限定的な一例によれば、チューブ形成器は、長手方向シールデバイスであり得る。チューブを形成すると、製品、例えば牛乳を、チューブ104の内部に少なくとも部分的に配置された製品パイプ106を介して製品充填デバイスからチューブ104内に供給することができる。
製品が充填されたチューブ104からパッケージ112を形成するために、シール装置110を使用してチューブの下端に横方向シールを作ることができる。一般に、シール装置110は、以下の2つの主要機能を有している-横方向シールを提供すること、すなわち、シール装置110の下方に置かれたチューブ104の下部内の製品が、シール装置110の上方に置かれたチューブ104内の製品から分離されるようにチューブ104の2つの対向する側を一緒に溶接すること、及び、パッケージ112が形成されるようにチューブ104の下部を切り離すこと。或いは、示したように、横方向シールを提供し、下部を切り離すことを同一の装置で行う代わりに、下部を切り離すステップは、別の装置によって、又はパッケージがマルチパックでの販売を意図している場合には消費者によって、その後のステップで行うことができる。シール装置110は、図2及び3A~Dに関連してさらに考察される。
図2を参照すると、シール装置110の一般的な原理がさらに詳細に示されている。これは、製品がチューブ104の内部に保持され得ることを提供するので、チューブ104は、上方から供給され得る。シール装置110は、第1段階であるシール段階Sにあるように構成されてもよい。シール状態Sにおいて、第1のシール要素200及び第2のシール要素202は、チューブ104の2つの対向する側が互いに向かって押されるように互いに向かって移動される。シール状態Sは、図3A~Dに関連してより詳細に考察される。
シール装置110は、ここでは切断段階Cと呼ばれる後続のステップにあるように構成されてもよく、切断段階Cでは、パッケージ112が形成されるようにチューブ104の下部を切り離すことができる。パッケージが形成される速度を高めるために、本明細書においてシールジョー要素とも呼ばれるシール要素200、202は、シール段階S及び切断段階Cの間にチューブ104と共にチューブ送り方向Aに移動させることができる。
パッケージ112のより制御された形成プロセスを提供するために、いわゆる体積形成フラップ204a、204bを使用することができる。より具体的には、これらを使用することによって、丸い断面を有するチューブ104は、制御された方法で矩形の断面を有するパッケージ112に誘導されてもよい。
第1のシール要素200は、図4A~C及び図5A~Cに関連してさらに詳細に考察されるインダクタ206を備えることができる。横方向シールを提供した後、ナイフ208が、チューブ104の下部を切断するために使用され、したがってパッケージ112を形成することができる。この例では、ナイフ208及びインダクタ206は、第1のシール要素200に設けられるが、他の配置も可能である。例えば、ナイフ208は、チューブ104の他方の側、第2のシール要素202に設けられてもよく、又は、切断ステップは、シールデバイスの下流の別のデバイスによって実行されてもよい。
図3A~Dを参照すると、シール状態Sのサブ状態が例として示されている。さらに、シール装置110の一部であり得る横方向シール装置300が例として示されている。より詳細には、横方向シール装置300は、シール装置110として使用されてもよい。図3A~Dには、1つの横方向シール装置300のみが示されているが、包装機100は、好ましくは、対で働く2つの横方向シール装置300を備えてもよい。しかしながら、2つの横方向シール装置300は同じように配置されてもよいので、図にはそのうちの1つだけが示されている。
2つの横方向シール装置300を使用する場合、これらは、チューブ104の下部の横方向シールを交互に提供するように構成されてもよい。この原理は、例えば、テトラパック(登録商標)によって販売されている包装機テトラパックA3 Flexから一般に知られている。
横方向シール装置300は、第1のシールジョー要素302a及び第2のシールジョー要素302bを備えても良い。第1のシールジョー要素302aは、第1のアーム304aに取り付けられてもよい。第2のシールジョー要素302bは、第2のアーム304bに取り付けられてもよい。第1のアーム304aは、第1のモータ装置303aに取り付けられてもよい。第2のアーム304bは、第2のモータ装置303bに取り付けられてもよい。第1及び第2のモータ装置306a、306bは、横方向シール装置300を移動させるように構成されてもよい。第1及び第2のモータ装置306a、306bは、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bを互いに向かって移動させるように構成されてもよい。第1のシールジョー要素302aは、包装材料108を加熱するためのインダクタ206を備えてもよい。第2のシールジョー要素302bは、横方向シールを形成する際にカウンター圧力を提供するためのアンビルを備えてもよい。チューブ104は、横方向シールが提供され得るシールバンドをさらに備えても良い。シールバンドは、シールバンド長さ308を備えても良い。好ましくは、シールバンド長さ308は14mm未満であり得る。
図3Aは、横方向シール装置210が上部開放状態300Aにあることを示す。示されるように、第1及び第2のアーム304a、304bは上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは分離されていてもよい。
図3Bは、横方向シール装置210が上部シール状態300Bにあることを示す。示されるように、第1及び第2のアーム304a、304bは上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは、チューブ104の2つの対向する側が互いに向かって押されるように対向する側からチューブ104に押し付けられてもよい。横方向シールを提供するために、2つの対向する側を一緒に押している間、包装材料に渦電流を誘起することによって、熱を提供することができる。熱は、包装材料のポリマー層が溶融することを提供し、これは次に、ジョーが取り外された後に2つの対向する側が互いに付着して一緒に留まることができることを確実にするためにポリマー層が使用されることを提供する。第1及び第2のシールジョー要素302a、302bがチューブ104に押し付けられると、食品はシールバンドから遠ざけられ、またインダクタの内側及び外側シールセクション(図5C参照)からも遠ざけられる。別の言い方をすれば、上部開放状態300Aから上部シール状態300Bへの上部状態移行の間、製品は横方向シールに全く封入されないか、又は少なくとも減少した量で封入されるようにシールバンドから遠ざけられ、封入されることは、上で説明したように、横方向シールの品質に悪影響を与える。
図3Cは、横方向シール装置210が、下部シール状態300Cにあることを示している。示されるように、第1及び第2のアーム304a、304bは下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは、図3Bに関連して考察したのと同様に、対向する側からチューブ104に押し付けられてもよい。
図3Dは、横方向シール装置が下部開放状態300Dにあることを示している。示されているように、第1及び第2のアーム304a、304bは下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは、分離されていてもよい。
図3A、3B、3C、及び3Dに記載された状態になった後、横方向シール装置300は、それらの状態を反復することによって継続してもよい。
図4A~Cを参照すると、インダクタ206は、例として異なる視点から示されている。インダクタ206は、上述したように、チューブ104の横方向シールのために構成されている。インダクタ206は、横方向シール装置300に取り付けられてもよい。好ましくは、インダクタ206は、図2及び図3A~Dに関連して考察されたように、第1のシールジョー要素302aに取り付けられてもよい。包装材料の横方向シールのためにインダクタを使用する技術は、よく知られた技術である。しかしながら、開示されたインダクタ206は、少なくとも、インダクタ206が平坦な表面の代わりに形状を付けられた表面を備える点で、従来のインダクタとは異なる。開示されたインダクタ206を横方向シール装置300と組み合わせて使用する目的は、包装材料108のシールバンドから製品を絞り出すことであり得る。したがって、これは、製品がシールゾーン内に全く封入されないか、又は少なくとも低減された量で封入され得るので、より信頼性の高い横方向シールを提供してもよい。
図4Aを参照すると、インダクタ206が例として下方から示されている。インダクタ206は、主本体402を備えても良い。主本体402は、突出部404を備えてもよい。突出部404は、インダクタ206が包装機100に正しく取り付けられ得ることを保証するために構成されてもよい。インダクタ206は、インダクタ206を正しく取り付けることができることを提供する1つ又は複数の穴406をさらに備えても良い。インダクタ206は、ボルト又はネジを使用して取り付けられてもよく、穴406は、ボルト又はネジを受け入れるように構成されてもよい。このように、突出部404と穴406は、インダクタ206が正しい方法で取り付けられ得ることを保証するために、協力するように構成されてもよい。さらに、穴306は、図4Bに関連してさらに考察される第1及び第2の導体312a、312bを固定するように構成されてもよい。インダクタ206は、冷却媒体がインダクタ206に供給されることを可能にするための1つ又は複数の入口408をさらに備えても良い。
図4Bを参照すると、インダクタ206が例として側面からの視点で示されている。図4Aに示されているものに加えて、インダクタ206は、図5A~Cに関連してより詳細に考察される、形状を付けられた表面410をさらに備えても良い。インダクタ206は、導電体装置(図に示されていない)をさらに備えても良い。導電体装置は、主本体402に設けられてもよい。導電体装置は、図2及び3A~Dに関連して考察されるように、シール状態S中に包装材料に渦電流を誘起するように構成されてもよい。インダクタ206は、第1の導体412a及び第2の導体412bを備えても良い。したがって、導電体装置は、二重閉回路、すなわち、包装材料に渦電流を誘起するための2つの電気回路を備えても良い。導電体装置は、シール状態S中に、第1及び第2の導体412a、412bを介して包装材料に渦電流を誘起するように構成されてもよい。
図4Cを参照すると、インダクタ206が例として上方から示されている。図4Cは、主本体402、インダクタ206を正しい方法で取り付けるための穴406、及び形状を付けられた表面410の上面図を示している。
図5A~Cを参照すると、図4Bに示されたようなインダクタ206の断面500が例として示されている。図4A~Cに関連して考察したように、インダクタ206は、主本体402と、突出部404と、形状を付けられた表面410と、第1及び第2の導体412a、412bとを備えても良い。
図5Aを参照すると、主本体402は、第1のシール面502a及び第2のシール面502bをさらに備えても良い。第1及び第2のシール面502a、502bは、シール状態S中に包装材料に面するように配置されてもよい。インダクタは、凹部504をさらに備えても良い。凹部504は、主本体402に設けられてもよい。凹部504は、図2に関連して考察されるように、切断状態Cの間にナイフ208を受け入れるように構成されてもよい。第1及び第2のシール面502a、502bは、凹部504の両側に配置されてもよい。したがって、第1及び第2のシール面502a、502bは、凹部504に関して対称であり得る。第1及び第2のシール面502a、502bと凹部504は、図4Cに示されるように、形状を付けられた表面410を形成してもよい。
図5Bを参照すると、凹部504が例としてさらに詳細に示される。さらに、図5Bは、第1及び第2のシール面502a、502bの一部500をさらに示す。第1及び第2のシール面502a、502bは、それぞれ第1及び第2の上部セクション506a、506bを備えてもよい。第1及び第2の上部セクション506a、506bは本明細書中さらに上部セクション506と称される。第1及び第2のシール面502a、502bは、それぞれ第1及び第2の内側シールセクション508a、508bを備えても良い。第1及び第2の内側シールセクション508a、508bは本明細書中さらに内側シールセクション508と称される。内側シールセクション508は、図5Cにさらに示されるように、凹部504と上部セクション506との間に配置されてもよい。内側シールセクション508は、凹部504に向かって傾斜していてもよい。非限定的な一例によれば、内側シールセクション508は一定の傾斜を有していてもよいが、他の配置も可能である。
図5Cを参照すると、第1のシール面502aが例としてさらに詳細に示される。しかしながら、図5Cを参照して考察された特徴は、第2のシール面502bにも関連することを理解されたい。したがって、第2のシール面502bは、第1のシール面502aと同じ特徴を備えても良い。
図5Bに関連して考察したことに加えて、第1のシール面502aは、外側シールセクション510を備えてもよい。外側シールセクション510は、上部セクション506とインダクタ206の外縁部512との間に配置されてもよい。外側シールセクション510は、外縁部512に向かって傾斜していてもよい。
さらに、内側シールセクション508は、内側シールセクション長さISS-Lを有してもよい。外側シールセクション510は、外側シールセクション長さOSS-Lを有し得る。OSS-Lは、ISS-Lよりも大きくてもよい。好ましくは、内側シールセクション長さISS-Lは、外側シールセクション長さOSS-Lの25%であってもよい。
外側シールセクション510の内側サブセクション514は、内側サブセクションの傾斜を備えても良い。外側シールセクション510の外側サブセクション516は、外側サブセクションの傾斜を備えても良い。内側サブセクションの傾斜は、外側サブセクションの傾斜よりも大きくてもよい。内側サブセクション514は、上部セクション506に当接し得る。非限定的な一例によれば、外側サブ傾斜は、平面と平行であり、したがって、傾斜は0度であってもよい。その際、外側サブセクション516は、平面と平行であり、したがって、外側サブセクション516は、傾斜を備えなくてもよい。外側サブセクションが平面と平行であることによる利点は、外側サブセクション516が製造しやすいだけでなく、インダクタからの距離を容易に測定できることである。
開示された設計は、第1及び第2のシール面502a、502bがシールバンド(図示せず)に向かって押されるにつれて、チューブ104の内部に保持された食品中の粒子がチューブ104のシールバンドから押しのけられることを提供してもよい。シールバンドは、平坦な表面のインダクタを有するときと比較してより制御された方法で、横方向シールに形成され得るチューブ104のセクションであってもよい。
図6を参照すると、第1及び第2の圧力プロファイルを含む線図が例として示されている。線図は、圧力対インダクタ中心からの距離を示し、距離はミリメートル(mm)でプロットされる。
第1の線602は、第1の圧力プロファイルを示し、第1の圧力プロファイルは、本明細書において基準インダクタと称される平坦な表面及び***部を含む従来のインダクタのものであってもよい。示されるように、第1の線602は、インダクタ中心から約2.6~3.6mmに位置する局所的最小値を含んでもよい。この局所的最小値は、製品が包装材料108のチューブ104のシールゾーンに封入されることをもたらす可能性がある。
第2の線604は、第2の圧力プロファイルを示し得、第2の圧力プロファイルは、開示されたインダクタ206、すなわち傾斜インダクタに関連付けられてもよい。示されるように、第2の線604は、第1の線602が含み得るような局所的最小値を含まない。
したがって、図6に示されるように、従来のインダクタが備えても良いような平坦な表面と比較して、上述したような形状を付けられた表面410を有する本明細書に開示されるインダクタ206を使用する場合、局所的最小値を回避することができる。局所的最小値は、食品がシールゾーン内に封入されることをもたらす可能性があるので、このリスクは、本明細書に開示されたインダクタ206を使用することによって回避することができる。
図7を参照すると、フローチャートは食品が充填された食品パッケージ108を製造するための方法700を示している。
第1のステップS702において、ロール受け部を使用して包装材料108のロールを受け取ることができる。第2のステップS704において、チューブ形成器を用いて、包装材料108からチューブ104を形成することができる。第3のステップS706において、製品充填デバイスを用いて、食品をチューブ104に充填することができる。第4のステップS708において、チューブ104の下部でチューブ104を横方向にシールすることができる。図6A~Dに関連して考察した横方向シール装置300による横方向シール装置を用いることによって、チューブ104をシールすることができる。
第4のステップS708は、第1のサブステップS710を含んでもよく、第1のサブステップS710は、横方向シール装置300を上部開放状態300Aに置くことを含んでもよく、ここでは第1及び第2のアーム304a、304bは上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは第1及び第2のモータ装置306a、306bを使用することによって分離される。
第4のステップS708は、第2のサブステップS712を含んでもよく、第2のサブステップS712は、横方向シール装置300を上部シール状態300Bに置くことを含んでもよく、ここでは第1及び第2のアーム304a、304bは上部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは、第1及び第2のモータ装置306a、306bを使用して対向する側からチューブ104に押し付けられ、それによって、第1及び第2のシール面502a、502bがシールバンドに向かって押されるにつれて、チューブ104の内部に保持された食品中の粒子がチューブ104のシールバンドから押しのけられることを提供する。
第4のステップS708は、第3のサブステップS714を含んでもよく、第3のサブステップS714は、横方向シール装置300を下部シール状態300Cに置くことを含んでもよく、ここでは第1及び第2のアーム304a、304bは下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは第1及び第2のモータ装置306a、306bを使用して対向する側からチューブ104に押し付けられる。
第4のステップS708は、第4のサブステップS716を含んでもよく、第4のサブステップS716は、横方向シール装置300を下部開放状態300Dに置くことを含んでもよく、ここでは第1及び第2のアーム304a、304bは下部位置にあり、第1及び第2のシールジョー要素302a、302bは第1及び第2のモータ装置306a、306bを使用することによって分離される。
以上の記載から、本発明の様々な実施形態が記載され、示されたが、本発明はこれに限定されず、以下の請求項で定義された主題の範囲内で他の方法で具体化することも可能である。

Claims (16)

  1. 食品が充填された包装材料(108)のチューブ(104)を横方向にシールするためのインダクタ(206)であって、
    シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に面するように配置された第1及び第2のシール面(502a、502b)を備える主本体(402)と、
    切断状態(C)の間、ナイフ(208)を受け入れるために前記主本体(402)に設けられた凹部(504)であって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)が前記凹部(504)の両側に配置されている、凹部(504)と、
    前記シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に渦電流を誘起するために、前記主本体(402)に設けられた導電体装置と
    を備えるインダクタ(206)において、
    前記第1及び第2のシール面(502a、502b)のそれぞれが、上部セクション(506)、前記凹部(504)と前記上部セクション(506)との間に配置された内側シールセクション(508)、並びに、前記上部セクション(506)と前記インダクタ(206)の外縁(512)との間に配置された外側シールセクション(510)を備え、
    前記内側シールセクション(508)が、前記凹部(504)に向かって傾斜しており、前記外側シールセクション(510)が、前記外縁(512)に向かって傾斜しており、それによって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)がシールバンドに向かって押されるにつれて、前記チューブ(104)内に保持された前記食品中の製品が前記チューブの前記シールバンドから押しのけられることを提供する、
    ことを特徴とするインダクタ(206)。
  2. 外側シールセクション長さ(OSS-L)が、内側シールセクション長さ(ISS-L)よりも大きい、請求項1に記載のインダクタ(206)。
  3. 前記外側シール面(510)の内側サブセクション(514)の内側サブセクション傾斜が、前記外側シール面(510)の外側サブセクション(516)の外側サブセクション傾斜よりも大きく、前記内側サブセクション(514)は前記上部セクション(506)に当接する、請求項1又は2に記載のインダクタ(206)。
  4. 前記内側シール面(508)が一定の傾斜を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のインダクタ(206)。
  5. シールバンド長さ(308)が14mm未満である、請求項1~4のいずれか一項に記載のインダクタ(206)。
  6. 前記導電体装置が二重閉回路を備える、請求項1~5のいずれか一項に記載のインダクタ(206)。
  7. 食品パッケージ(112)を製造するための包装機(100)であって、
    包装材料(108)のロールを受け取るように配置されたロール受け部と、
    前記包装材料(108)からチューブ(104)を形成するように配置されたチューブ形成器と、
    前記チューブ(104)に食品を充填するように配置された製品充填デバイスと、
    前記チューブ(104)の下部に横方向シールを提供するように配置された横方向シール装置(300)であって、第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)を備え、前記第1のシールジョー要素(302a)は第1のアーム(304a)に取り付けられ、前記第2のシールジョー要素(302b)は第2のアーム(304b)に取り付けられ、前記第1のアーム(304a)は第1のモータ装置(306a)に取り付けられ、前記第2のアーム(304b)は第2のモータ装置(306b)に取り付けられる、横方向シール装置(300)とを備え、
    前記第1のシールジョー要素(302a)が、請求項1~6のいずれか一項に記載のインダクタ(206)を備え、
    前記第2のシールジョー要素(302b)がアンビルを備え、
    前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)が、前記横方向シール装置(300)を、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が分離されている上部開放状態(300A)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられる上部シール状態(300B)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられる下部シール状態(300C)、及び
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が分離されている下部開放状態(300D)、
    の間で移動するように構成され、
    前記インダクタ(206)の上部及び下部傾斜面は、前記上部開放状態(300A)から前記上部シール状態(300B)への上部の状態移行中に、前記食品を前記包装材料(108)の内側及び外側シールセクション(508、510)から遠ざけることを提供する、
    包装機(100)。
  8. 製造される前記食品パッケージ(112)がそれぞれ200ml未満の食品を含む、請求項7に記載の包装機(100)。
  9. 前記包装機(100)が1時間当たり20,000個未満の食品パッケージ(112)の速度で運転する、請求項7又は8に記載の包装機(100)。
  10. 食品が充填された食品パッケージ(112)を製造する方法(700)であって、
    ロール受け部を使用して包装材料(108)のロールを受け取ること(S702)、
    チューブ形成器を用いて前記包装材料(108)からチューブ(104)を形成すること(S704)、
    製品充填デバイスを用いて前記食品を前記チューブ(104)に充填すること(S706)、
    第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)を備える横方向シール装置(300)を使用して前記チューブ(104)を前記チューブ(104)の下部で横方向にシールすること(S708)であって、前記第1のシールジョー要素(302a)が第1のアーム(304a)に取り付けられ、前記第2のシールジョー要素(302b)が第2のアーム(304b)に取り付けられ、前記第1のアーム(302a)が第1のモータ装置(306a)に取り付けられ、前記第2のアーム(304b)が第2のモータ装置(306b)に取り付けられ、前記第1のシールジョー要素(302a)が、前記包装材料(108)を加熱するためのインダクタ(206)を備える、シールすること(S708)
    を含み、
    前記インダクタ(206)が、
    シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に面するように配置された第1及び第2のシール面(502a、502b)を備える主本体(402)、
    切断状態(C)の間、ナイフ(208)を受け入れるために前記主本体(402)に設けられた凹部(504)であって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)が前記凹部(504)の両側に配置されている凹部(504)、及び
    前記シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に渦電流を誘起するための、前記主本体(402)内に設けられた導電体装置を備え、
    前記第1及び第2のシール面(502a、502b)のそれぞれが、上部セクション(506)、前記凹部(504)と前記上部セクション(506)との間に配置された内側シールセクション(508)、並びに前記上部セクション(506)と前記インダクタ(206)の外縁(512)との間に配置された外側シールセクション(510)を備え、
    前記内側シールセクション(508)が前記凹部(504)に向かって傾斜しており、前記外側シールセクション(510)が前記外縁(512)に向かって傾斜しており、
    前記第2のシールジョー要素(302b)がアンビルを備え、
    前記シールするステップ(S708)が、以下のサブステップ、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって分離される上部開放状態(300A)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S710)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられ、それによって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)がシールバンドに向かって押されるにつれて、前記チューブ(104)内に保持された前記食品中の粒子が前記チューブ(104)の前記シールバンドから押しのけられることを提供する上部シール状態(300B)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S712)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられる下部シール状態(300C)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S714)、及び
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって分離される下部開放状態(300D)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S716)、
    を含む方法(700)。
  11. 外側シールセクション長さ(OSS-L)が内側シールセクション長さ(ISS-L)よりも大きい、請求項10に記載の方法(700)。
  12. 前記外側シール面(510)の内側セクション(514)の内側セクション傾斜が、前記外側シール面(510)の外側セクション(516)の外側セクション傾斜よりも大きく、前記内側セクション(514)は前記上部セクション(506)に当接する、請求項10又は11に記載の方法(700)。
  13. 前記内側シール面(508)が一定の傾斜を有する、請求項10~12のいずれか一項に記載の方法(700)。
  14. シールバンド長さ(308)が14mm未満である、請求項10~13のいずれか一項に記載の方法(700)。
  15. 食品パッケージ(112)であって、以下のステップ:
    ロール受け部を使用して包装材料(108)のロールを受け取ること(S702)、
    チューブ形成器を用いて前記包装材料(108)からチューブ(104)を形成すること(S704)、
    製品充填デバイスを用いて食品を前記チューブ(104)に充填すること(S706)、
    第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)を備える横方向シール装置(300)を使用して前記チューブ(104)を前記チューブ(104)の下部で横方向にシールすること(S708)であって、前記第1のシールジョー要素(302a)が第1のアーム(304a)に取り付けられ、前記第2のシールジョー要素(302b)が第2のアーム(304b)に取り付けられ、前記第1のアーム(302a)が第1のモータ装置(306a)に取り付けられ、前記第2のアーム(304b)が第2のモータ装置(306b)に取り付けられ、前記第1のシールジョー要素(302a)が、前記包装材料(108)を加熱するためのインダクタ(206)を備える、シールすること(S708)によって得ることができ、
    前記インダクタ(206)が、
    シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に面するように配置された第1及び第2のシール面(502a、502b)を備える主本体(302)、
    切断状態(C)の間、ナイフ(208)を受け入れるために前記主本体(402)に設けられた凹部(504)であって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)が前記凹部(504)の両側に配置されている凹部(504)、及び
    前記シール状態(S)の間、前記包装材料(108)に渦電流を誘起するための、前記主本体(402)内に設けられた導電体装置を備え、
    前記第1及び第2のシール面(502a、502b)のそれぞれが、上部セクション(506)、前記凹部(504)と前記上部セクション(506)との間に配置された内側シールセクション(508)、並びに前記上部セクション(506)と前記インダクタ(206)の外縁(512)との間に配置された外側シールセクション(510)を備え、
    前記内側シールセクション(508)が前記凹部(504)に向かって傾斜しており、前記外側シールセクション(510)が前記外縁(512)に向かって傾斜しており、
    前記第2のシールジョー要素(302b)がアンビルを備え、
    前記シールするステップ(S708)が、以下のサブステップ、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって分離される上部開放状態(300A)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S710)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記上部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ配置(306a、306b)を使用することによって対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられ、それによって、前記第1及び第2のシール面(502a、502b)がシールバンドに向かって押されるにつれて、前記チューブ(104)内に保持された前記食品中の粒子が前記チューブ(104)の前記シールバンドから押しのけられることを提供する上部シール状態(300B)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S712)、
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって対向する側から前記チューブ(104)に押し付けられる下部シール状態(300C)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S714)、及び
    前記第1及び第2のアーム(304a、304b)が前記下部位置にあり、前記第1及び第2のシールジョー要素(302a、302b)が、前記第1及び第2のモータ装置(306a、306b)を使用することによって分離される下部開放状態(300D)に前記横方向シール装置(300)を置くこと(S716)、
    を含む、食品パッケージ(112)。
  16. 横方向シールフィン高さが7mm以下である、請求項15に記載の食品パッケージ。
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