JP3603667B2 - 紙容器の加熱方法および該加熱方法を用いた加熱装置 - Google Patents

紙容器の加熱方法および該加熱方法を用いた加熱装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角筒状の紙容器を組み立てる際、仮折りした頂部または底部を折り畳んで加熱接着するために、紙容器の接着箇所を加熱する方法と該加熱方法を用いた加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、果汁や日本酒等の液体を充填する紙容器として、切り妻屋根型やレンガ型の紙容器が使用されている。
【０００３】
例えば、切り妻屋根型の紙容器は、先ず〔容器外側〕ポリエチレン（ＰＥ）／板紙／ＰＥ／アルミニウム箔（Ａｌ）／ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）／ＰＥ〔容器内側〕構成のような積層材料からなるブランクシートを図４に示すように筒状に形成して紙容器スリーブ２０とし、その下貼着部１５を加熱オーブンで加熱後直ちに折り曲げ線ａに沿って折り曲げるとともに、その加熱した部分を加圧接着して底部を成形する。
【０００４】
次に、底部を成形した紙容器に果汁等の液体を充填し、あらかじめ折り曲げ線ｂに沿って図５に示すように仮折りした上貼着部１１を加熱オーブンで加熱し、直ちに折り畳んで加圧接着し、液体を充填した図６に示すような紙容器１０を成形していた。
【０００５】
そして、紙容器の頂や底の端部を加熱する装置としては、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に例示するような上貼着部用加熱オーブンがある。
この加熱オーブンは、上貼着部１１の２つの平側面に対応するフラットサイドオーブン１Ａ、１Ａと上貼着部１１の折りぐせを付けた２つの屈曲側面に対応したフレクションサイドオーブン１Ｂ、１Ｂと、さらに、上貼着部１１の内側壁を全周にわたって加熱するため、折りぐせを付けた上貼着部１１と相似形となる六角形のセンターオーブン１Ｃとによりなる。
【０００６】
これらフラットサイドオーブン１Ａ、１Ａと、フレクションサイドオーブン１Ｂ、１Ｂと、センターオーブン１Ｃとの紙容器１０側の所定部位には、それぞれ多数の熱風吹き出し用小孔２が横方向に複数段にわたり千鳥模様あるいは並列状に設けられている。
これら多数の熱風吹き出し用小孔２より、図に矢印で示すように、熱風を上貼着部１１の表裏の所定箇所に吹き付けて加熱するように構成されている。
【０００７】
そして、内方からのセンターオーブン１Ｃと、外方からのフラットサイドオーブン１Ａ、１Ａと、フレクションサイドオーブン１Ｂ、１Ｂとに囲まれた溝３にスリーブが挿入された状態で各加熱オーブンは上（下）死点にて停止して、熱風吹き出し用小孔２から所定のタイミングで熱風が吹き出され、上貼着部１１若しくは下貼着部１５の加熱が実行される。充填製函機の高能力化に伴い、サイクルタイムが短縮され、加熱オーブンの複数化がなされている。
【０００８】
すなわち、例えば、予熱用の第一の加熱オーブンと本加熱用の第二の加熱オーブンを一対の加熱オーブンと見るような、複数個の加熱オーブンを用いて紙容器スリーブを加熱する方法、装置が主流となっている。
【０００９】
しかしながら、熱風の吹き付けによる加熱では、紙容器スリーブ表面の直接熱風があたる部分とそうでない部分との加熱度合いに差が出て、表面の熱可塑性樹脂層が部分的に熱溶融して、部分的に熱溶融不良箇所やピンホールなどが発生するなどの問題があり、底部や頂部の密封部分に熱圧着不良を生じて液体用紙容器の液漏れなどの原因となっていた。
【００１０】
すなわち、最近のＰＥＴに酸化珪素などの無機化合物の蒸着層を設けてガスバリア層として積層した紙積層材料においては、従来のアルミニウム箔のような熱伝導性の良い材料を積層していないために、多数の熱風吹き出し用の小孔によって熱風を吹き付けられた箇所の表面の熱可塑性樹脂層の熱の伝導、拡散が悪く、熱風を吹き付けられた表面の熱可塑性樹脂層に、部分的に熱溶融不良箇所やピンホールなどが発生することがあった。
【００１１】
この問題を解決するための１つの手法として、特開平７−２４９４０号公報に開示された発明がある。
この発明は、組立完成前の紙容器開口端部の接合すべきシール部の内側を加熱する加熱装置の内周加熱部とシール部の外側を加熱する外側面の加熱部との間に臨ませ、次に、上記内周加熱部中心軸と直交する揺動を与えながら、上記内周加熱部に設けた多数の熱風吹き出し用の小孔より上記シール部に向けて熱風を噴射することにより、上記シール部に上記熱風を拡散して当てて平均的に加熱し、次に、上記シール部を圧着接合することにより紙容器を組み立てるようにした紙容器シール用加熱方法であって、要するに、加熱部を横方向に揺動させて熱風吹き出し用の小孔より噴射する熱風の方向を変えるようにし、紙容器シール部に熱風がポイント状に当たらないように拡散させ、シール部を平均的に加熱するようにしたものである。
【００１２】
しかしながら、この発明にあっては、加熱オーブンを横方向に揺動させるため、装置の構造上の変更が必要になり、大がかりな改造を必要とするという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、表面に熱可塑性樹脂層を積層したアルミニウム箔等の金属箔を含まない紙積層材料からなる切り妻屋根型紙容器の、仮折りされた頂部や底部の端縁を、内外から囲む溝が設けられた複数の加熱オーブンの該溝に順次挿入して、前記加熱オーブンの溝に臨んで設けられた多数の小孔から熱風を紙容器の頂部や底部の内外に噴射し、その熱で紙容器の頂部や底部にあらかじめ形成されている熱可塑性樹脂層を加熱する方法に関する以上のような問題点に着目してなされたもので、構造上の変更をせずに、熱可塑性樹脂層に熱風を均一に吹き付ける方法とその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、表面に熱可塑性樹脂層を積層したアルミニウム箔等の金属箔を含まない紙積層材料からなり、上貼着部、頂部、壁部、底部、下貼着部から構成される切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁を、内外から囲む溝が設けられた複数の加熱オーブンの該溝に順次挿入して、前記加熱オーブンの溝に臨んで設けられた多数の小孔から熱風を紙容器の頂部や底部の内外に噴射し、その熱で紙容器の頂部や底部にあらかじめ形成されている熱可塑性樹脂層を加熱する方法において、前記切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁の、隣り合った加熱オーブンの紙容器への挿入深さに差異を持たせて熱可塑性樹脂層を加熱することを特徴とする紙容器の加熱方法である。
【００１５】
また、第２の発明は、表面に熱可塑性樹脂層を積層したアルミニウム箔等の金属箔を含まない紙積層材料からなり、上貼着部、頂部、壁部、底部、下貼着部から構成される切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁を、内外から囲む溝が設けられた複数の加熱オーブンの該溝に順次挿入されて後、該加熱オーブンの上（下）死点で停止して、前記加熱オーブンの溝に臨んで設けられた多数の小孔から熱風を紙容器の頂部や底部の内外に噴射し、その熱で紙容器の頂部や底部にあらかじめ形成されている熱可塑性樹脂層を加熱する加熱装置において、前記切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁の、隣り合った加熱オーブンの紙容器への挿入深さに差異を持たせて熱可塑性樹脂層を加熱することを特徴とする紙容器の加熱装置である。
【００１６】
上記のように本発明によれば、切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁の、隣り合った加熱オーブンの紙容器への挿入深さに差異を持たせて熱可塑性樹脂層を加熱するので、スリーブ表面の直接熱風があたる部分とそうでない部分との加熱度合いに差が出ず、均一加熱が行われ熱溶融不良箇所がなくなり、均一加熱が行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
本発明に係る紙容器の加熱装置の本体は、図示しないが、支持基盤と熱供給部とガイドシリンダーとエアシリンダーを介して上昇、下降するように取り付けられた外筒体からなり、この外筒体の下部に加熱オーブン１が取り付けられている。
【００１８】
そして、図３（ａ）に示すように、加熱オーブン１が下降した時に、仮折りされた紙容器スリーブ２０の上貼着部を熱圧着して密封する部分と接着する部分の近傍に位置するような構造になっている。
加熱オーブンは、複数個設けられ、例えば、予熱用の第一の加熱オーブンと本加熱用の第二の加熱オーブンが一対になって紙容器用スリーブの頂部を加熱して、ついで、熱圧着、密封される。
【００１９】
本発明に係る加熱オーブン１は、紙容器スリーブ２０の上貼着部１１の２つの平側面に対応するフラットサイドオーブン１Ａ、１Ａと、上貼着部１１の折りぐせをつけた２つの屈曲側面に対応したフレクションサイドオーブン１Ｂ、１Ｂと、さらに、上貼着部１１の内側壁を全周にわたって加熱するため、折りぐせを付けた上貼着部１１と相似形となる六角形のセンターオーブン１Ｃとから成り、センターオーブン１Ｃの両側に各サイドオーブンが溝３を設けて配置された構造で、紙容器スリーブ２０の仮折りされた密封する部分と接着する部分が適宜の間隔を保って位置できるようになっている。
【００２０】
フラットサイドオーブン１Ａ、１Ａ、フレクションサイドオーブン１Ｂ、１Ｂとセンターオーブン１Ｃの溝側の側面部には多数の熱風吹き出し用の小孔２が横方向に複数段にわたり並列状に設けられている。
加熱装置の外筒体が下降して、紙容器スリーブの頂部が溝３に挿入されると、この熱風吹き出し用の小孔２から頂部に向けて熱風が吹き付け、紙容器スリーブ表面の熱可塑性樹脂層を溶かし、上貼着部１１を密封する。矢印は熱風吹き出し用の小孔から熱風の吹き付け方向を示したものである。
【００２１】
図１と図２は隣り合った加熱オーブンの各センターオーブン１Ｃの上（下）死点で停止した際の位置関係を模式的に示したもので、隣り合った加熱オーブンの紙容器スリーブの溝への挿入深さに差異をもたせて、第一の加熱オーブンの熱風吹き出し用の小孔と隣り合う第二の加熱オーブンの小孔との位置関係をずらせることによって（ｍ＝ｎ）、紙容器スリーブ内面の熱風が吹き付けられる部位とそれ以外の部位との加熱度合いを減少させて加熱の均一性を向上させている。
【００２２】
なお、本実施例で使用した紙容器には、次のような層構成の積層材料を用いた。
すなわち、〔容器外側〕熱可塑性樹脂層であるＰＥ（２０μｍ厚）／板紙（３１０ｇ／ｍ２ 坪量）／ＰＥ（１５μｍ厚）／ＰＥＴ（１２μｍ厚）／酸化ケイ素蒸着薄膜（６００Å）／ＰＥ（６０μｍ厚）〔容器内側〕である。
【００２３】
このようにして密封成形した紙容器の頂部および底部を切り取り、ピンホールチェック液でピンホールの発生度をチェックしたが、頂部および底部の折り目線の集中している部分からのピンホールの発生は皆無であった。
【００２４】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、加熱オーブンの各々を高さ方向にずらせることにより、熱伝導性の良くないアルミニウム箔等の金属箔を用いない紙と熱可塑性樹脂からなる積層材料を用いた場合でも、紙容器スリーブへの加熱を均一にすることができ、その結果安定した紙容器成形が実現できた。
【００２５】
装置の構造そのものは従来通りのため、既存の装置への展開が容易で、かつ、安価である。
【００２６】
また、上貼着部をシールする際、加熱オーブンを液面に近い位置まで近づけると、中の液体と接触する部分まで加熱することになり、加熱しすぎると液体の味覚に悪影響を及ぼすことになるが、本発明のようにすることにより、第一の加熱オーブンのみで下の方を加熱するのみなので、内容物に悪影響を及ぼすことはほとんどなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱方法を説明する模式説明図である。
【図２】図１の要部説明図である。
【図３】上貼着用加熱オーブンの一実施例を示す、（ａ）は正面から見た説明図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面説明図である。
【図４】本発明に使用する紙容器スリーブの一例を示す斜視説明図である。
【図５】紙容器スリーブの頂部を仮折りする状態を示す斜視説明図である。
【図６】本発明に使用する紙容器の一例を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１‥‥加熱オーブン
１Ａ‥フラットサイドオーブン
１Ｂ‥フレクションサイドオーブン
１Ｃ‥センターオーブン
２‥‥熱風吹き出し用小孔
３‥‥溝
１０‥‥紙容器
１１‥‥上貼着部
１２‥‥頂部
１３‥‥壁部
１４‥‥底部
１５‥‥下貼着部
２０‥‥紙容器スリーブ
ａ、ｂ‥‥折り曲げ線
ｍ、ｎ‥‥隣り合った加熱オーブンの位置関係（ずれ）

Claims (2)

  1. 表面に熱可塑性樹脂層を積層した金属箔を含まない紙積層材料からなり、上貼着部、頂部、壁部、底部、下貼着部から構成される切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁を、内外から囲む溝が設けられた複数の加熱オーブンの該溝に順次挿入して、前記加熱オーブンの溝に臨んで設けられた多数の小孔から熱風を紙容器の頂部や底部の内外に噴射し、その熱で紙容器の頂部や底部にあらかじめ形成されている熱可塑性樹脂層を加熱する方法において、
    前記切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁の、隣り合った加熱オーブンの紙容器への挿入深さに差異を持たせて熱可塑性樹脂層を加熱することを特徴とする紙容器の加熱方法。
  2. 表面に熱可塑性樹脂層を積層した金属箔を含まない紙積層材料からなり、上貼着部、頂部、壁部、底部、下貼着部から構成される切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁を、内外から囲む溝が設けられた複数の加熱オーブンの該溝に順次挿入されて後、該加熱オーブンの上（下）死点で停止して、前記加熱オーブンの溝に臨んで設けられた多数の小孔から熱風を紙容器の頂部や底部の内外に噴射し、その熱で紙容器の頂部や底部にあらかじめ形成されている熱可塑性樹脂層を加熱する加熱装置において、
    前記切り妻屋根型紙容器の仮折りされた頂部や底部の端縁の、隣り合った加熱オーブンの紙容器への挿入深さに差異を持たせて熱可塑性樹脂層を加熱することを特徴とする紙容器の加熱装置。
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