JP4007803B2 - シール装置 - Google Patents

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JP4007803B2
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恵治 矢野
浩三 吉田
孝林 矢野
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日本テトラパック株式会社
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、清涼飲料等の液体食品を収容する包装容器を製造する場合、可撓（とう）性の積層材料から成るウェブ状の包材が充填（てん）機に送られ、該充填機において、前記包材が長手方向にシールされてチューブ状になり、該チューブ状の包材は、上方から液体食品が充填され、連続的に下方に搬送される。そして、前記チューブ状の包材は、シール装置に送られ、該シール装置において両側から密封ユニットに挟持され、所定の間隔ごとに横方向にシールされる。その後、横方向にシールされた部分を切断すると、一定量の液体食品を収容する複数の原型容器が形成され、該原型容器が成形されて包装容器になる。
【０００３】
ところで、前記密封ユニットは、互いに対向させて、かつ、進退自在に配設されたカウンタジョー及びヒートシールジョーを備え、前記カウンタジョーにカウンタレールが、ヒートシールジョーにヒートシールバーがそれぞれ取り付けられる。
【０００４】
図３は内容液が充填された包材を横シールするためのシール装置の概略図である。
図５は従来の密封ユニットによるカッターカウンター部の説明図である。
図６は内容液が充填された容器のフラップの折り畳みを示す斜視図である。
【０００５】
図において、２８はカウンタレール、２９はヒートシールバーであり、カウンタレール２８とヒートシールバー２９との間に二重に重ねられたウェブ状の包材１０が挟まれる。前記ヒートシールバー２９におけるカウンタレール２８と対向する面には、上下方向に所定の間隔を置いて、かつ、前記包材１０に臨ませて第１、第２の誘導加熱体３１、３２が凸状突起７７を伴って配設される。
【０００６】
この場合、前記カウンタレール２８及びヒートシールバー２９を互いに包材１０に向けて前進させることによって、包材１０を挟み、横方向にシールすることができる。
【０００７】
ところで、前記包材１０は、包装容器が形成されたときの内側から外側に向けて、ポリエチレン層、アルミ箔（はく）層、接着剤層、紙基材及びポリエチレン層から成る積層体構造を有する。したがって、二重に重ねられた包材１０が、前記カウンタレール２８及びヒートシールバー２９によって挟まれ、凸状突起７７を伴った第１、第２の誘導加熱体３１、３２にシール電圧を印加することによって加熱されると、前記包材１０のうちの第１部分１０ａにおける最も内側のポリエチレン層と、第２部分１０ｂにおける最も内側のポリエチレン層とが、主として第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分及びその周辺において互いに押し付けられながら溶融させられる。その後、第１、第２の誘導加熱体３１、３２へのシール電圧の印加が停止させられて前記第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分が冷却されると、前記第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂにおける第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分に、第１、第２の横シール部分Ｓ１、Ｓ２から成るシール部分Ｓが形成される。
【０００８】
次に、カッター部５０においてシール部Ｓを切離し個々の容器に形成されるが、このカッター部において、カウンターレール２８に内蔵されたカッター５１が包材１０（１０ａと１０ｂ）を突き切るときにカッター５１の先端部が損傷しない様にヒートシールバー２９にカッター逃がし部５５が形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のシール装置においては、カッター部においてカッターが包材１０（１０ａと１０ｂ）を突き切るときにカッター５１の先端部が損傷しない様にヒートシールバー２９にカッター逃がし部５５が形成されている為に、包材１０が横シールの為にカウンターレール２８とヒートシールバー２９によって押さえつけられた際に、該カッター逃がし部５５の包材１０に対応する部分には背圧がかけられないので該カッター逃がし部５５付近の包材１０ａと１０ｂの間に内容液が液たまり５９として残留する。
従って、包材がＳ部にて個々に切離された時に前記液たまり５９が滞留している為に、消費者に容器として使用されるまでの間に該液たまりの液が腐敗したりする恐れがあり不衛生であるとともに、前記切離されて容器が形成される時にフラップ７１が容器壁に固着する際に、前記液たまりの液が間接的にフラップが容器に固着する領域に移行した場合にはフラップの固着力が減少し場合に依れば固着しない不良品としての容器が形成されることがある。
【００１０】
本発明は、前記従来のシール装置の問題点を解決して、包装容器の衛生面および成形性を十分に高くすることができるシール装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のシール装置においては、ヒートシールジョーと、平行に配設された二つの加熱体を備え、前記ヒートシールジョーの前端に取り付けられたヒートシールバーと、前記ヒートシールジョーと対向させて配設されたカウンタジョーと、該カウンタジョーの前端に取り付けられたカウンタレールと、前記ヒートシールジョーとカウンタジョーとを相対的に進退させる駆動手段と前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって包材を挟んだ状態で、前記加熱体を作動させる加熱手段とを有するとともに、前記二つの加熱体の中間に、進退自在のカッターとカウンターカッターとからなるカッター部が設けられ。そして前記カッターが前記カウンタジョー側に設けられ、前記カウンターカッターを保持する保持部が前記ヒートシールバー側に設けられ、前記カッターと前記保持部とが対向する。前記カウンターカッターは弾力性材料で形成され、前記保持部に装着される。さらにカッターが包材を突っ切る前の前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって前記包材が挟まれない状態では、前記カウンターカッターの一部が、前記包材が挟まれる状態で前記ヒートシールジョーが挟む面から距離Ｒ１突出した状態で前記保持部に装着され、カッターが包材を突っ切る前の前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって前記包材が押さえつけられた状態では、前記カウンターカッターの一部が、前記包材が挟まれる状態で前記ヒートシールジョーが挟む面から距離Ｒ２突出した状態で前記保持部に装着され、変位長さ（Ｒ１−Ｒ２）に相当する弾性反発力によって、包材の間に液たまりを発生させない。また、本発明の他のシール装置においては、前記カウンターカッターは保持部に嵌合によって装着する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態におけるシール装置によるカッター部の説明図である。
図２は本発明の実施の形態におけるカッターカウンターの詳細断面図である。図４は包材が縦シールされて内容液が充填されたのち、横シールされて容器が形成される説明図である。
【００１４】
図において、１０は可撓性の積層材料から成るチューブ状の包材であり、ウェブ状の包材１０を湾曲させ、両縁を長手方向にシールすることによって形成される。
【００１５】
前記包材１０は連続的に下方に搬送されてシール装置に送られ、該シール装置において、所定の間隔ごとに二つの密封ユニット１４、１５によって挟まれ、横方向にシールされてシール部分Ｓが形成される。その間、包材１０内には上方から液体食品１２が充填される。そのために、前記密封ユニット１４、１５は、いずれも、カウンタジョー１４ａ、１５ａ及びヒートシールジョー１４ｂ、１５ｂを有する。なお、カウンタジョー１４ａ、１５ａは、ヒートシールジョー１４ｂ、１５ｂと対向させて配設される。
【００１６】
そして、２８はカウンタジョー１４ａ、１５ａの前端に取り付けられたカウンタレール、２９はヒートシールジョー１４ｂ、１５ｂの前端に取り付けられたヒートシールバー、図示しないがヒートシールジョー１４ｂ、１５ｂとカウンタジョー１４ａ、１５ａとを相対的に進退（図３における左右方向に移動）させる駆動手段としてのシリンダーが装着される。
【００１７】
また、２１ａ、２１ｂは、それぞれカウンタジョー１４ａ、１５ａ及びヒートシールジョー１４ｂ、１５ｂに対して揺動自在に支持され、包材１０を包囲して案内する一対の成形フラップであり、該成形フラップ２１ａ、２１ｂは、包材１０を成形して矩（く）形状にする。
【００１８】
ところで、密封ユニット１４は、図３に示されるように密封開始位置から該密封開始位置において、カウンタジョー１４ａ及びヒートシールジョー１４ｂを互いに包材１０に向けて前進させ、包材１０を両側から挟持する。そして、密封ユニット１４は、包材１０を挟持したまま下方に移動し、その間にヒートシールバー１９及びカウンタレール１８がシール部分Ｓを強く押圧し、ヒートシールバー１９が包材１０のアルミ箔層を誘導加熱によって発熱させ、包材１０を横方向にシールする。
【００１９】
一方、前記密封ユニット１５は、図３に示されるように密封終了位置にあり、該密封終了位置において、カウンタジョー１５ａ及びヒートシールジョー１５ｂは、互いに後退させられた後、上昇させられ、前記密封開始位置に再度移動させられる。そして、前記密封ユニット１５が前記密封開始位置に移動して、カウンタジョー１５ａ及びヒートシールジョー１５ｂが前進を開始し始めたときには、密封ユニット１４によるシールが終了する。
【００２０】
このようにしてシールが行われた後、包材１０はカッター部のカッターによって前記各シール部分Ｓの中央が切断され、原型容器が形成される。続いて、該原型容器は、図示されない成形部に送られ、所定の形状に成形されるとともに容器上下のフラップが容器に固着されて所望の容器になる。
【００２１】
次に、前記密封ユニット１４、１５によるシール方法について説明する。
【００２２】
図１において、２８はカウンタレール、２９はヒートシールバーであり、カウンタレール２８とヒートシールバー２９との間に二重に重ねられた包材１０が挟まれ、横方向にシールされる。前記ヒートシールバー２９におけるカウンタレール２８と対向する面には、上下方向に所定の間隔を置いて、かつ、前記包材１０に臨ませて、平行に配設された二つの加熱体としての第１、第２の誘導加熱体３１、３２が凸状突起を伴って配設される。該第１、第２の誘導加熱体３１、３２は、中に冷却水を通すことができるように、チューブ状の形状を有する。
【００２３】
前記包材１０は、包装容器が形成されたときの内側から外側に向けて、ポリエチレン層ｍ１、図示されないアルミ箔層、図示されない接着剤層、紙基材ｍ２及びポリエチレン層ｍ３から成る積層体構造を有する。
【００２４】
そして、前記カウンタレール２８及びヒートシールバー２９を互いに包材１０に向けて前進させることによって、包材１０を挟み、横方向にシールすることができる。すなわち、二重に重ねられた包材１０が前記カウンタレール２８及びヒートシールバー２９によって挟まれた状態で、図示されない制御部の加熱手段が、凸状突起を伴った第１、第２の誘導加熱体３１、３２を作動させ、シール電圧を印加することによって包材１０を加熱すると、包材１０のうちの第１部分１０ａにおける最も内側のポリエチレン層ｍ１と、第２部分１０ｂにおける最も内側のポリエチレン層ｍ１とが、主として第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分及びその周辺において互いに押し付けられながら溶融させられる。その後、第１、第２の誘導加熱体３１、３２へのシール電圧の印加が停止させられて前記第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分が冷却されると、前記第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂにおける第１、第２の誘導加熱体３１、３２に対応する部分に、第１、第２の横シール部分Ｓ１、Ｓ２から成るシール部分Ｓが形成される。
【００２５】
次に、カッター部５０においてシール部Ｓを切離し個々の容器に形成されるが、該カッター部は、カウンターレール２８に内蔵されたカッター５１及びヒートシールバー２９に内蔵されたカウンターカッター５３で形成されている。
ここで、前記カウンターカッターは例えばゴムのような弾力性緩衝材料で形成され、該カウンターカッターを保持する為の保持部に装着されており、しかも、前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって前記包材が挟まれない状態では、前記カウンターカッターの一部が前記保持部の入口表面から突出した状態で前記保持部に装着されている。従って、カッターが包材１０（１０ａと１０ｂ）を突き切る際に、包材１０が横シールの為にカウンターレール２８とヒートシールバー２９によって押さえつけられた際に、該カッター部５５の包材１０に対応してカウンターカッターの弾性反発力による背圧が十分かかるので該カウンターカッター５３付近の包材１０ａと１０ｂの間に液たまりは発生しない。
【００２６】
また前記カウンターカッターは弾力性緩衝材料で形成されているので、該カウンターカッターを保持する為の保持部に装着されることカッター５１が包材１０（１０ａと１０ｂ）を突き切るときにカッター５１の先端部が前記弾力性緩衝材料に当たった場合でも衝撃を最低限に押さえることができるのでカッター５１の先端の摩耗損傷を極力おさえられる。従ってカッターの寿命を長く保持することができる。
【００２７】
図２を用いて、さらに詳しく説明する。
図Ａは包材１０がカウンターレール２８とヒートシールバー２９によって押さえつけられる前のカウンターカッターの状態。
図Ｂは包材１０が横シールの為にカウンターレール２８とヒートシールバー２９によって押さえつけられた時のカウンターカッターの状態を示す。
この時、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれカウンターカッターが保持部から突出している長さである。従ってＲ１−Ｒ２の変位長さに相当する弾性反発力Ｐが生じる。
Ｐ＝ＥｘＳ（Ｒ１−Ｒ２）／Ｑ
Ｅ：弾性係数 Ｓ：カウンターカッターの変位部の断面積
【００２８】
さらに、他の発明の実施の形態によると、図２に示すようにカッターカウンターの保持部のＫ１部がＫ２部よりも狭くなっており、カッターカウンターを嵌合によって保持されるので、カウンターカッターの交換が必要になった場合にワンタッチで容易に脱着することができるので交換の手間暇を最小限にできる。
【００２９】
この様に本発明は、前記従来のシール装置の問題点を解決して、包装容器の衛生面および成形性を十分に高くすることができるシール装置を提供することを目的とする。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば図７に示すように、ヒートシールバーは突状でなく平面状を持つヒートシールバーであってもよいし、ヒートシールの方法は誘導加熱以外の超音波加熱や抵抗熱によるものであっても問題ない。
また、カウンターカッターの断面形状は、図２に示すように、カウンターカッターのＲがそれぞれ保持部から突出しておりＲ１−Ｒ２の変位長さに相当する弾性反発力Ｐが生じ、且つカッターカウンターの保持部のＫ１部がＫ２部よりも狭くなってカッターカウンターを嵌合によって保持される形状であればよいので、状況に応じて様々な断面形状が考案できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、シール装置においては、ヒートシールジョーと、平行に配設された二つの加熱体を備え、前記ヒートシールジョーの前端に取り付けられたヒートシールバーと、前記ヒートシールジョーと対向させて配設されたカウンタジョーと、該カウンタジョーの前端に取り付けられたカウンタレールと、前記ヒートシールジョーとカウンタジョーとを相対的に進退させる駆動手段と、前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって包材を挟んだ状態で、前記加熱体を作動させる加熱手段とを有する。そして前記二つの加熱体の中間にカッターとカウンターカッターからなるカッター部が設けられる。
【００３２】
従って、包材がＳ部にて個々に切離された時に前記液たまりが滞留しない為に、消費者に容器として使用されるまでの間に衛生的であるとともに、前記切離されて容器の形成される為にフラップ７１が容器壁に固着する際に、液たまりによりが間接的にフラップが容器に固着する領域に移行してフラップの固着力が減少し固着しない不良品としての容器が形成されることがない。
さらに、前記カッターは弾力性緩衝材料によるカウンターカッターと該カウンターカッターを保持する保持部とから形成される。従ってカウンターカッターを保持部に納めることができるとともにカッターの寿命を長く保持することができる。
さらに、前記カウンターカッターの保持部は前記弾力性緩衝材料を嵌合によって保持する。従って、カウンターカッターをワンタッチで容易に脱着することができるので交換の手間暇を最小限にできる。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシール装置によるカッター部の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるカッターカウンターの詳細断面図である。
【図３】内容液が充填された包材を横シールするためのシール装置の概略図である。
【図４】包材が縦シールされて内容液が充填されたのち、横シールされて容器が形成される説明図である。
【図５】従来の密封ユニットによるカッターカウンター部の説明図である。
【図６】内容液が充填された容器のフラップの折り畳みを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるシール装置で、突状を持つヒートシールバーによるシール装置の説明図である。
【符号の説明】
１０ 包材
１４ａ、１５ａ カウンタジョー
１４ｂ、１５ｂ ヒートシールジョー
２８ カウンターレール
２９ ヒートシールバー
３１、３２ 第１、第２の誘導加熱体
５０ カッター部
５１ カッター
５２ 保持部
５３ カウンターカッター
５５ カッター逃がし部
５９ 液たまり
７１ フラップ
７５ 容器
７７ 凸状突起

Claims (2)

  1. （ａ）ヒートシールジョーと、（ｂ）平行に配設された二つの加熱体を備え、前記ヒートシールジョーの前端に取り付けられたヒートシールバーと、（ｃ）前記ヒートシールジョーと対向させて配設されたカウンタジョーと、（ｄ）該カウンタジョーの前端に取り付けられたカウンタレールと、（ｅ）前記ヒートシールジョーとカウンタジョーとを相対的に進退させる駆動手段と、（ｆ）前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって包材を挟んだ状態で、前記加熱体を作動させる加熱手段とを有するとともに、（ｇ）前記二つの加熱体の中間に、進退自在のカッターとカウンターカッターとからなるカッター部が設けられることを特徴とするシール装置であって、前記カッターが前記カウンタジョー側に設けられ、前記カウンターカッターを保持する保持部が前記ヒートシールバー側に設けられ、前記カッターと前記保持部とが対向し、前記カウンターカッターは弾力性緩衝材料で形成され、前記保持部に装着されるとともに、カッターが包材を突っ切る前の前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって前記包材が挟まれない状態では、前記カウンターカッターの一部が、前記包材が挟まれる状態で前記ヒートシールジョーが挟む面から距離Ｒ１突出した状態で前記保持部に装着され、カッターが包材を突っ切る前の前記ヒートシールジョー及びカウンタジョーによって前記包材が押さえつけられた状態では、前記カウンターカッターの一部が、前記包材が挟まれる状態で前記ヒートシールジョーが挟む面から距離Ｒ２突出した状態で前記保持部に装着され、変位長さ（Ｒ１−Ｒ２）に相当する弾性反発力によって、包材の間に液たまりを発生させない事を特徴とするシール装置。
  2. 前記カウンターカッターは保持部に嵌合によって装着される請求項１に記載のシール装置。
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