JP3449601B2 - 紙容器用カートンの加熱用ヒーターブロック - Google Patents

紙容器用カートンの加熱用ヒーターブロック

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、牛乳やジュース等
の液体飲料を収納する紙容器の半製品カートンの開口し
た底部或いは頂部の内側シール面を、充填機上で加熱す
るのに用いる紙容器用カートンの加熱用ヒーターブロッ
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、牛乳カートンに代表される図２
に示すような液体飲料用の紙容器２０を製造するには、
包材メーカーで表裏の全面にポリエチレン等の熱可塑性
樹脂を被覆した板紙基材に所定の印刷を行った後、この
板紙基材を、平坦な底部２１を有する角筒状胴部２２の
上に切妻屋根型の頂部２３が存在する紙容器２０を展開
した形状に打ち抜くと共に、折り線加工等を施し、サイ
ドシールを行う。これによってできた図３に示すような
紙容器用の半製品カートン２４は折り畳まれて乳飲料メ
ーカーや食品メーカー等へ出荷される。これらのメーカ
ーでは、紙容器用カートン２４を充填機の成形部に送り
込み、底部２１を形成する４つのパネル２５〜２８の内
側および外側シール面をボトムヒーターで加熱した後
に、シール面同士が密着するように４つのパネル２５〜
２８を折り重ねて圧着することにより、ボトムシールを
する。この後、内容物を充填し、トップヒーターで頂部
２３を形成する４つのパネル３８〜４１の内側および外
側シール面を加熱した後に、シール面同士が密着するよ
うに４つのパネル３８〜４１を折り重ねて圧着すること
により、トップシールをして紙容器２０が完成する。な
お、かかる形状の紙容器では、前記底部２１を形成する
４つのパネル２５〜２８のうち、パネル２６，２８はパ
ネル２５，２７の下にそれぞれ折り込まれる。両パネル
２６，２８は、図３に示すように、それぞれ中央パネル
３３と斜めクリース３４，３５で画された左右の三角パ
ネル３６，３７を有し、両三角パネル３６，３７の内側
面全体がそれぞれ内側シール面になっている。また、パ
ネル２５の内側面のうち、パネル２６，２８の各三角パ
ネル３７の内側シール面と密着する部位が内側シール面
である。同様に、パネル２７の内側面のうち、パネル２
６，２８の各三角パネル３６の内側シール面と密着する
部位が内側シール面である。一方、かかる紙容器の前記
切妻屋根型の頂部２３においては、これを形成する４つ
のパネル３８〜４１のうち、パネル３９，４１は、切妻
屋根の屋根面を形成する２枚の上側パネル３８，４０の
下に折り込まれるスパウトパネルである。図３および図
４に示すように、両スパウトパネル３９，４１は、縦ク
リースで画される左右の内側頂部シールパネル４２，４
３と、該両内側頂部シールパネルと左右の横クリースで
それぞれ画される左右の三角パネル４４，４５と、該両
三角パネルと左右の斜めクリースで画される中央傾斜パ
ネル４６とをそれぞれ有する。パネル３９，４１のう
ち、左右の内側頂部シールパネル４２，４３の内側面全
体が内側シール面になっている。また、パネル３８，４
０の上端部はそれぞれ横クリースで画された外側頂部シ
ールパネル４７，４８になっている。外側頂部シールパ
ネル４７，４８の各内側面の上側半分は互いに密着して
接合される内側シール面であり、その下側半分はパネル
３９，４１の内側頂部シールパネル４２，４３の内側シ
ール面と密着する内側シール面である。そして、パネル
３９，４１の各内側頂部シールパネル４２，４３の外側
面全体が互いに密着して接合される外側シール面であ
る。
【０００３】上述した頂部２３を形成する４つのパネル
３８〜４１の内側シール面および外側シール面を加熱す
る従来のトップヒータでは、図４に示すようにサイドシ
ールされた後、折り癖をつけて拡げたパネル３８〜４１
内に上方向から挿入して前記内側シール面を熱風により
加熱する１つのブロック４９（図５参照）と、パネル３
９，４１の外側に配置して前記外側シール面を熱風によ
り加熱する１対のブロック５０，５０（同図参照）とが
使用されていた。ブロック４９は、図５および図６に示
すように、上端側が開口した中空箱形であり、周壁の下
端側には切妻屋根型の頂部２３の内側シール面に対応し
て多数の熱風吹出し孔５１が穿設されている。また、ブ
ロック４９の上端には、該ブロック４９を上方向に移動
させて紙容器用カートン２４に出入りさせるように駆動
される取付け部材５２に取り付けられるフランジ５３
（図６では省略してある）が形成されている。また、各
ブロック５０，５０も、上端側が開口した中空箱形に作
られており、下端側近傍には切妻屋根型の頂部２３の外
側シール面に対応して多数の熱風吹出し孔が穿設されて
いる。そして、各ブロック５０，５０の上端側には、取
付け部材５２に取り付けるためのフランジ５４が形成さ
れている。そして、上述した底部２１を形成する４つの
パネル２５〜２８の内側および外側シール面を加熱する
従来のボトムヒーターでも、上記ブロック４９，５０，
５０と同様の３個１組のブロックが使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
ブロック４９を紙容器の頂部２３を形成するパネル３８
〜４１または底部２１を形成するパネル２５〜２８内に
挿入し、熱風を供給すると、この熱風がブロック４９の
周壁の所定箇所にほぼ等間隔に設けた多数の熱風吹出し
孔５１から内側シール面へ向けて図７で示すように吹き
出て内側シール面が均一に加熱されるが、底部或いは頂
部の内側シール面の４隅５４（図３参照）或いは５５
（図４参照）は十分に加熱されず、その表面の樹脂は完
全なヒートシールに必要な程度にまで軟化されない。そ
のため、図２に示す完成した紙容器２０において、密封
性の高いシールが得られず、シール不良により内容物が
漏れてしまう虞があった。そこで、内側シール面の４隅
表面の樹脂を十分に軟化させるために、熱風吹出し孔５
１の孔径を大きくしたり、その数を増やしたり、或いは
熱風の吹出し時間を長くしたりする等の方法によって４
隅に与える熱量を多くすることが考えられる。しかし、
このようにすると、内側シール面の４隅を除く箇所の樹
脂が加熱され過ぎてしまい、その樹脂の一部にピンホー
ルができてしまってその部分でシール不良が生じ、内容
物がその部分から漏れてしまう虞があった。そのため、
４隅を含む内側シール面全体の樹脂を完全なヒートシー
ルに必要な程度にまで軟化させるように、熱風の温度や
吹出し量を調整するのは極めて難しかった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、その課題は、底部或いは頂部の４
隅を含む内側シール面全体を完全なヒートシールに必要
な程度にまで十分に軟化させることができ、密封性の高
いシールが得られて内容物の漏れを防止した紙容器用カ
ートンのヒーターブロックを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、表裏面に熱可塑性樹脂を被
覆した板紙基材を、それぞれ折り重ねて密封される底部
と頂部とを有する紙容器を展開した形状に打ち抜き、サ
イドシールを行ってできた紙容器用カートンの開口した
底部或いは頂部の４面ある内側シール面を充填機上で加
熱する紙容器用カートンの加熱用ヒーターブロックであ
って、前記カートンの底部或いは頂部内に挿入して内側
シール面の４隅を除く箇所を熱風により加熱する中空箱
形のブロック本体と、該ブロック本体の４つのコーナー
部の外側にそれぞれ位置するように底部或いは頂部内に
挿入して内側シール面の主に４隅をそれぞれ熱風により
加熱する４つのコーナーブロックとを備えることを特徴
とする。かかる構成によれば、紙容器用カートンの底部
或いは頂部の内側シール面を加熱する際に、その底部或
いは頂部内に挿入したブロック本体から吹き出る熱風に
より内側シール面の４隅を除く箇所が加熱されると共
に、ブロック本体の４つのコーナー部の外側にそれぞれ
位置する４つのコーナーブロックから吹き出る熱風によ
り内側シール面の主に４隅が内側シール面の他の部分と
は別個に加熱されるので、底部或いは頂部の４隅を内側
シール面の他の部分と独立して十分に加熱することがで
き、結果として４隅を含む内側シール面全体が完全なヒ
ートシールに必要な程度にまで十分に軟化される。
【０００７】請求項２に係る発明は、４つのコーナーブ
ロックは、下端側に多数の熱風吹出し孔がそれぞれ穿設
された少なくとも２つの垂直壁部を有する中空の筒体で
あり、そして、所定の角度範囲で揺動するように駆動さ
れることを特徴とする。かかる構成によれば、各コーナ
ーブロックを紙容器用カートンの底部或いは頂部内で所
定の角度範囲で揺動させることにより、各コーナーブロ
ックの垂直壁部に設けた多数の熱風吹出し孔から吹き出
る熱風の方向が刻々と変化するので、内側シール面の４
隅が加熱不十分な箇所を残さないようにより一層十分に
加熱される。
【０００８】請求項３に係る発明は、４つのコーナーブ
ロックは、上下方向に移動するようにブロック本体とは
独立して駆動されるようにしたことを特徴とする。かか
る構成によれば、従来一般的な充填機、すなわち、加熱
用のブロックが下降して紙容器用カートン内に挿入され
ると同ブロック内に熱風を供給すると共に、同ブロック
を上昇させて容器用カートン外に出すと熱風の供給を停
止するように構成された充填機に本発明のヒータブロッ
クを使用した場合に、ブロック本体を紙容器用カートン
外に出した後に４つのコーナーブロックを同カートン内
に挿入したままにしておくことにより、各コーナーブロ
ックに供給される熱風により内側シール面の４隅の加熱
を続行することができる。
【０００９】そして、請求項４に係る発明は、４つのコ
ーナーブロックは、ブロック本体とは独立して熱風の供
給を受けるようにしたことを特徴とする。かかる構成に
よれば、４つのコーナーブロックに供給される熱風の温
度や圧力をブロック本体に供給される熱風より高くした
りすることができ、これによって、加熱しにくい内側シ
ール面の４隅を効率よく加熱することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る紙容器
用カートンのヒーターブロックの実施の形態の一例を示
す斜視図である。図１に示すヒーターブロック１は、表
裏面に熱可塑性樹脂を被覆した板紙基材を、図２に示す
上記の紙容器２０を展開した形状に打ち抜き、サイドシ
ールを行ってできた図３に示す上記の紙容器用カートン
２４の頂部の内側シール面を充填機上で加熱するのに用
いる。ここで、紙容器用カートン２４の頂部の内側シー
ル面は、紙容器２０の頂部２３（図２参照）を形成する
上記４つのパネル３８〜４１（図４参照）の内側シール
面である。
【００１１】ヒーターブロック１は、紙容器用カートン
２４の頂部内に挿入して内側シール面の４隅５５（図４
参照）を除く箇所を熱風により加熱する中空箱形のブロ
ック本体２と、該ブロック本体２の４つのコーナー部３
の外側にそれぞれ位置するように頂部内に挿入して内側
シール面の主に４隅をそれぞれ熱風により加熱する４つ
のコーナーブロック４〜７とを備える。
【００１２】ブロック本体２は、上端側が開口し、底部
を有する角筒状に形成されており、水平断面がほぼ矩形
状の内部空間を形成する周壁部８を有する。該周壁部８
の下端側には、多数の熱風吹出し孔９が下端側の全周に
わたってほぼ等間隔に穿設されている。また、周壁部８
を形成する４つの垂直壁部８ａ〜８ｄのうち、対向する
１対の垂直壁部８ａ，８ｃは、上下方向に延びかつ内側
へ僅かに突出する折れ曲がり部が中央に形成されるよう
にそれぞれ折れ曲がっている。これは、両垂直壁部８
ａ，８ｃの形状を、図４に示す対向する一対のスパウト
パネル３９，４１が左右の内側頂部シールパネル４２，
４３を画する縦クリースの箇所で折り癖により内側へ僅
かに折れ曲がっている形状に対応させるためである。一
方、周壁部８を形成する４つの垂直壁部８ａ〜８ｄのう
ち、対向する１対の垂直壁部８ｂ，８ｄは、平坦な壁部
になっている。このような形状にブロック本体２の周壁
部８を作ったことにより、ブロック本体２を紙容器用カ
ートン２４内の所定位置、即ち、４つのパネル２５〜２
８の内側シール面に熱風吹出し孔９が対向するような位
置に挿入した際に、周壁部８の各垂直壁部が４面ある内
側シール面の各面にほぼ等距離で対向し、多数の熱風吹
出し孔９から吹き出る熱風が内側シール面の各面に均一
に当たり、各面の熱可塑性樹脂を均一に加熱することが
可能になる。
【００１３】また、ブロック本体２は、不図示の充填機
上で紙容器用カートン２４内に出入りするために上下動
可能なように、エアーシリンダー、油圧シリンダー、サ
ーボモータ等の駆動手段により駆動されるようになって
いる。そのために、例えば、ブロック本体２の上端に、
充填機上で上下方向に移動するように駆動される前記取
付け部材５２（図５参照）と同様の不図示の取付け部材
に取り付けられるフランジを形成しておけばよい。そし
て、ブロック本体２を下降させて紙容器用カートン２４
内の前記所定位置に挿入すると、不図示の熱源からの熱
風がブロック本体２内に供給されると共に、ブロック本
体２を上昇させて紙容器用カートン２４の外に出すと、
ブロック本体２内への熱風の供給が停止するようになっ
ている。さらに、ブロック本体２の周壁部８の４つのコ
ーナー部３は、各々の外面が円弧状の凹面になるように
形成されている。
【００１４】一方、４つのコーナーブロック４〜７は、
それぞれ扇形の水平断面を有する細長い有底の中空筒体
である。すなわち、各コーナーブロック４〜７は、下端
側に多数の熱風吹出し孔９がそれぞれ穿設された２つの
垂直壁部１１, １２と、周壁部８の各コーナー部３の円
弧状の凹面とほぼ同じ曲率半径の凸面を持つ円弧状の垂
直壁部１３とを有し、上端側が開口した有底の筒体であ
る。また、各コーナーブロック４〜７は、２つの垂直壁
部１１, １２が形成する角部１０を内側シール面の４隅
５５に対向させるように紙容器用カートン内に挿入され
る。また、各コーナーブロック４〜７の上下方向の長さ
は、ブロック本体２の周壁部８の高さより十分長くなっ
ている。
【００１５】また、各コーナーブロック４〜７は、充填
機上で紙容器用カートン２４に出入りするために上下動
可能なように、前記駆動手段によりブロック本体２とは
独立して駆動される。このような駆動を可能にするため
に、例えば、４つのコーナーブロック４〜７の上端側を
１つのフランジ（図示略）で一体化し、該フランジをブ
ロック本体２とは別の前記取付け部材に取り付けてもよ
いし、或いは、４つのコーナーブロック４〜７の上端に
それぞれフランジを形成し、これら４つのフランジをブ
ロック本体２とは別の前記取付け部材に取り付けてもよ
い。そして、４つのコーナーブロック４〜７を下降させ
てブロック本体４の４つのコーナー部３の外側にそれぞ
れ位置するように紙容器用カートン２４内に挿入する
と、不図示の熱源からの熱風が各コーナーブロック４〜
７内に供給されると共に、各コーナーブロック４〜７を
上昇させて紙容器用カートン２４の外に出すと、各コー
ナーブロック４〜７内への熱風の供給が停止するように
なっている。
【００１６】そして、各コーナーブロック４〜７は、図
１に示す軸Ｉを中心に所定の角度範囲（例えば、少なく
とも９０度以上の角度範囲）で揺動するように駆動され
る。このような揺動を可能にするためには、各コーナー
ブロック４〜７の上端側に形成する前記フランジを前記
取付け部材に回転可能に取り付けておき、モータ等の動
力をギアやカム等を介して揺動運動に変換して各コーナ
ーブロック４〜７に伝えるように構成すればよい。
【００１７】上記の構成を有する本例に係る紙容器用カ
ートンのヒーターブロックでは、充填機上でトップシー
ルを行う工程で、紙容器用カートン２４内の所定位置、
例えば、４つのパネル３８〜４１の内側シール面に熱風
吹出し孔９が対向するような位置に挿入したブロック本
体１の多数の熱風吹出し孔９から吹き出る熱風により内
側シール面の４隅を除く箇所が加熱されると共に、ブロ
ック本体１の４つのコーナー部３の外側にそれぞれ位置
するように紙容器用カートン２４内に挿入した４つのコ
ーナーブロック４〜７の多数の熱風吹出し孔１４から吹
き出る熱風により内側シール面の主に４隅が加熱され
る。そのため、内側シール面の４隅を同シール面の他の
部分と独立して十分に加熱することができる。したがっ
て、本例によれば、紙容器用カートン頂部の４隅を含む
内側シール面全体を完全なヒートシールに必要な程度に
まで十分に軟化させることができ、密封性の高いシール
が得られて内容物の漏れを防止することができる。
【００１８】また、各コーナーブロック４〜７を紙容器
用カートン２４内で軸Ｉを中心に所定の角度範囲で揺動
させることにより、各コーナーブロック４〜７の２つの
垂直壁部１１，１２に設けた多数の熱風吹出し孔１４か
ら吹き出る熱風の方向が刻々と変化する。したがって、
本例によれば、加熱しにくい内側シール面の４隅が加熱
不十分な箇所を残さないようにより確実に加熱され、４
隅をより一層効率的にかつ確実に軟化させることができ
る。
【００１９】また、４つのコーナーブロック４〜７は、
上下方向に移動するように、ブロック本体２とは独立し
て駆動されることにより、従来一般的な充填機、すなわ
ち、加熱用のブロックが下降して紙容器用カートン内に
挿入されると同ブロック内に熱風を供給すると共に、同
ブロックを上昇させて紙容器用カートン外に出すと熱風
の供給を停止するように構成された充填機に使用するこ
とができる。この場合に、加熱を終了したブロック本体
２を紙容器用カートン２４外に出した後に４つのコーナ
ーブロック４〜７を同カートン２４内に挿入したままに
しておくことにより、各コーナーブロック４〜７に供給
される熱風により前記４隅の加熱を続行することができ
る。したがって、本例によれば、４つのコーナーブロッ
ク４〜７による内側シール面の４隅の加熱時間を、ブロ
ック本体２による４隅を除く箇所の加熱時間とは独立に
調整することができ、内側シール面を効率良く加熱する
ことができる。
【００２０】そして、４つのコーナーブロック４〜７
は、ブロック本体２とは独立して熱風の供給を受けるよ
うにしたことにより、４つのコーナーブロックに供給さ
れる熱風の温度や圧力をブロック本体に供給される熱風
より高くしたりすることができる。したがって、本例に
よれば、加熱しにくい内側シール面の４隅を効率よく加
熱することができる。さらに、４つのコーナーブロック
４〜７に設ける多数の熱風吹出し孔１４の孔径を小さく
することにより、各孔１４から吹き出る熱風を高圧にし
たり、或いは、熱風吹出し孔１４の数を多くして熱風の
吹出し量を多くすることにより、４隅をより効率良く加
熱することができる。
【００２１】以上は、紙容器用カートン２４の頂部の内
側シール面を加熱するヒーターブロックの例で説明した
が、底部の内側シール面を加熱する場合にも、ブロック
本体２及びコーナーブロック４〜７に設けられる熱風吹
出し孔を、この内側シール面に対応した部分に設けるこ
とにより、同様の効果を達成することができる。また、
本発明のヒーターブロックは、図２に示すような切妻屋
根型の紙容器だけでなく、いわゆるフラットタイプの紙
容器にも適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、底部或いは頂部の４隅を含む内側シール面
全体を完全なヒートシールに必要な程度にまで十分に軟
化させることができ、密封性の高いシールが得られて内
容物の漏れを防止することができる。
【００２３】請求項２に係る発明によれば、加熱しにく
い内側シール面の４隅が加熱不十分な箇所を残さないよ
うにより確実に加熱され、４隅をより一層効率的にかつ
確実に軟化させることができる。
【００２４】請求項３に係る発明によれば、４つのコー
ナーブロックによる内側シール面の４隅の加熱時間を、
ブロック本体による４隅を除く箇所の加熱時間とは独立
に調整することができ、内側シール面を効率良く加熱す
ることができる。
【００２５】そして、請求項４に係る発明によれば、加
熱しにくい内側シール面の４隅を効率よく加熱すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙容器用カートンのヒーターブロ
ックの実施の形態の一例を示す斜視図。
【図２】一般的な紙容器を示す斜視図。
【図３】サイドシール済みの紙容器用カートンを示す斜
視図。
【図４】図３に示す紙容器用カートンの折り癖が付けら
れた頂部を示す斜視図。
【図５】従来の紙容器用カートンのヒーターブロックを
示す平面図。
【図６】図５に示すヒーターブロックの一部をなすブロ
ックを示す斜視図。
【図７】図６に示すブロックの水平断面の一部を示す断
面図。
【符号の説明】
１ ヒーターブロック ２ ブロック本体 ３ コーナー部 ４〜７ コーナーブロック ８ 周壁部 ９ 熱風吹出し孔 １０ 角部 １１，１２ 垂直壁部 １４ 熱風吹出し孔
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65B 7/16 B65B 51/10 B65B 51/20 B31B 1/64 B31B 3/60 B31B 5/60 B31B 7/60 B31B 9/60 B31B 11/60 B31B 13/60 B31B 15/60 B31B 17/60

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表裏面に熱可塑性樹脂を被覆した板紙基
    材を、それぞれ折り重ねて密封される底部と頂部とを有
    する紙容器を展開した形状に打ち抜き、サイドシールを
    行ってできた紙容器用カートンの開口した底部或いは頂
    部の４面ある内側シール面を充填機上で加熱する紙容器
    用カートンの加熱用ヒーターブロックであって、 前記カートンの底部或いは頂部内に挿入して前記内側シ
    ール面の４隅を除く箇所を熱風により加熱する中空箱形
    のブロック本体と、 該ブロック本体の４つのコーナー部の外側にそれぞれ位
    置するように前記底部或いは頂部内に挿入して前記内側
    シール面の主に４隅をそれぞれ熱風により加熱する４つ
    のコーナーブロックとを備えることを特徴とする紙容器
    用カートンの加熱用ヒーターブロック。
  2. 【請求項２】 前記４つのコーナーブロックは、下端側
    に多数の熱風吹出し孔がそれぞれ穿設された少なくとも
    ２つの垂直壁部を有する中空の筒体であり、そして、所
    定の角度範囲で揺動するように駆動されることを特徴と
    する請求項１記載の紙容器用カートンの加熱用ヒーター
    ブロック。
  3. 【請求項３】 前記４つのコーナーブロックは、上下方
    向に移動するように前記ブロック本体とは独立して駆動
    されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載
    の紙容器用カートンの加熱用ヒーターブロック。
  4. 【請求項４】 前記４つのコーナーブロックは、前記ブ
    ロック本体とは独立して熱風の供給を受けるようにした
    ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の紙容器用カ
    ートンの加熱用ヒーターブロック。
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