JP7050699B2 - 加圧ユニット - Google Patents

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ミカエル・リンステット
ラース・カールソン
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Description

本発明は、食品用の包装容器を密封するための加圧ユニットに関する。より具体的には、本発明は、請求項１の導入部分による加圧ユニットに関する。本発明はさらに、そのような加圧ユニットを使用して食品用の包装容器を密封するための方法に関する。
フルーツジュース、ＵＨＴミルク、ワイン、トマトソースなどの多くの流動食品は、滅菌された包装材料からなる包装容器で販売されている。
この種の包装容器の典型的な例は、積層ストリップ包装材料を折り畳んで密封することによって製造された液体または流動食品用の平行六面体形状の包装容器である。
包装材料は、剛性および強度のためのベース層を実質的に含む多層構造を有し、ベース層は、例えば紙またはミネラル含有ポリプロピレン材料からなる繊維層を含み、さらに前期ベース層の両側を覆う、例えばポリエチレンフィルムからなるヒートシールプラスチック材料の多数の層を含んでいる。
ＵＨＴミルクのような長期保存製品用の無菌包装容器の場合、包装材料はさらに、例えばアルミホイルまたはエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムからなるガスバリアおよび光バリア材料の層を含み、ガスバリア及び光バリア材料の層は、ヒートシールプラスチック材料の層の上に重ねられ、そして最終的に食品と接触する包装容器の内面を形成する別のヒートシールプラスチック材料の層で覆われる。
公知の通り、この種の包装容器は全自動包装ユニットで製造され、包装容器は、例えば、シートから形成され、シートが予め折り畳まれて円筒を形成し、長手方向の重なりに沿ってシールされ、円筒は長方形の折り曲げを可能にするために折り目線を有している。次いでこの円筒を横方向に密封し、その頂部で折り曲げて食品のための容器を形成して開放底部を上方に配置する。
次のステップで、食品を包装容器内に注ぎ込み、底部を横方向シールでシールして食品を包装容器内に完全に封入する。
このような全自動機械では、包装容器またはその前段階はコンベヤラインに沿って移動する。これらのコンベアラインで輸送されている間、包装容器の輸送を止めることなく、底部と上部の横方向のシールが行われる。
包装容器の底部と上部のシールを行うためのシールユニットは、シールされるべき包装容器の部分の他方の側のアンビルローラの列を支持して、包装容器の部分に圧力を加えるプレッシャーローラの列の間でシールされるべき縁を一緒に押圧しながら、長手方向の誘導加熱装置によってシールされる部分をスライドさせることによって作られる。これらのローラ上には、シール内の線に沿って局部的により高い圧力を加えるための環状の***部（ｂｕｌｇｅ）または突起部が一般的に配置されており、横方向シールに沿った線としてシール内に凹部が生じる。
密封装置を通して包装容器をスライドさせることによって密封が行われる、上記の全自動機械における横方向シールは、空気がシールに閉じ込められて密封を弱めるという欠点を有する場合があることが発見された。したがって、これらの種類の密封装置における改良が必要とされている。
本発明の目的は、当技術分野における不都合および欠点のうちの１つまたは複数を単独でまたは任意の組み合わせで軽減、軽減または解消し、少なくとも上述の問題を解決することである。
第１の態様によれば、これらおよび他の目的は、進行方向に加圧ユニットを通して前記包装容器を輸送するためのコンベヤを含む、食品用の包装容器を密封するための加圧ユニットによって完全にまたは少なくとも部分的に達成される。加圧ユニットは、第１の回転可能なプレッシャーローラと第１の回転可能なアンビルローラとをさらに含み、第１のプレッシャーローラは、第１のアンビルローラに対向して配置されて包装容器の一部を受けて回転係合するための第１のニップを形成し、進行方向に対して第１のプレッシャーローラ及び第１のアンビルローラーの下流に配置された第２のプレッシャーローラと第２の回転可能なアンビルローラとをさらに含み、第２のプレッシャーローラは、第２のアンビルローラに対向して配置されて包装容器の一部を受けて回転係合するための第２のニップを形成する。第１のプレッシャーローラはその周面の周りに環状に延びる第１の***部（ｂｕｌｇｅ）を含み、第２のプレッシャーローラはその周面の周りに環状に延びる第２の***部を含む。第１の***部は、第２の***部に対して、第１のプレッシャーローラと第２のプレッシャーローラの軸方向にずれて（ｏｆｆｓｅｔ）いる。第１のアンビルローラ及び第２のアンビルローラはそれぞれ、実質的に滑らかな縁部表面を有している。
***部の位置がずれることによって、***部はシールの異なる部分に余分な圧力を加え、それによって閉じ込められた空気を強制的に動かす。最終的な結果は、驚くべきことに、本発明による加圧ユニットを使用することによってほとんどの空気がシールから除去されることである。
第１及び第２の***部は、シール内に閉じ込められた空気の移動方向に影響を及ぼそうと試みるための曲率を含む輪郭（Ｐｒｏｆｉｌｅ）を有してもよい。空気をシールから移動させるが包装容器内には移動させないことが好ましい。上部シールでは、閉じ込められた空気を底部から上部へ移動させることが好ましく、底部シールでは、閉じ込められた空気を上部から底部へ移動させることが好ましい。
第１及び第２の***部は、０．３ｍｍから１．５ｍｍの間、好ましくは約０．７ｍｍの半径を有してもよい。
第１の***部の曲率は、第２の***部の曲率とは異なってもよい。その理由は、異なる***部から異なる量の圧力を加えることが可能となるからである。
第２の***部の曲率は、第１***部よりも広くてもよい。
加圧ユニットは、進行方向において、第１のプレッシャーローラと第１のアンビルローラ、および第２のプレッシャーローラと第２のアンビルローラと同様に、それらのさらに下流に配置された１つ以上の追加プレッシャーローラ及び追加アンビルローラをさらに含んでもよい。
移動方向において第１のプレッシャーローラの下流に配置されたプレッシャーローラの***部は、第１のプレッシャーローラの第１の***部に対して、その後増加するずれを有してもよい。そのようにして、***部は、シールの全ての部分に影響を及ぼすようにずれ方向に広がる。***部は、例えば、捕捉された空気を段階的に上方に（底部シールのために）移動させて包装容器の内部から離れるように段階的にずれを増加させて配置する。
移動方向において第１のプレッシャーローラの下流に配置されたプレッシャーローラの***部は、前記第１のプレッシャーローラの前記第１の***部に対して、続いて増加またはその後減少する幅で配置されてもよい。これは、閉じ込められた空気に影響を与える代替方法となる。最初の細い***部は、例えば包装容器内部に近い圧力をかけるために、プレッシャーローラの底部に置くことができる。次のプレッシャーローラの***部はもっと広くてもよく、これもプレッシャーローラの底部に置ことができる。後続のプレッシャーローラは、最後のローラがローラと同じ幅の***部を有するまで、プレッシャーローラの底部に配置される徐々に広くなる***部を有することができる。
第２の態様によれば、目的は、包装容器に食品を充填する充填機によって完全にまたは少なくとも部分的に達成され、その充填機は、包装容器と相互作用するコイル導体を有するインダクタ装置を備え、インダクタ装置の下流に配置された、本発明の前記第１の態様による加圧ユニットをさらに備える。
第３の態様によれば、本発明の第１の態様による前記加圧ユニットを使用して密封される食品を収容する包装容器、又は本発明の第２の態様による充填機によって充填された食品を収容する包装容器によって、目的は、完全にまたは少なくとも部分的に達成される。
第４の態様によれば、目的は、食品用包装容器を密封する方法によって完全にまたは少なくとも部分的に達成され、その方法は、少なくとも１つの層を溶融するために包装容器と相互作用するインダクタ装置を通して前記包装容器を供給すること、本発明の第１の態様による加圧ユニットを通して包装容器を供給して、その部分の少なくとも第１の区分に、その後上部の第２の区分に圧力を加えること、を含む。第１の区分と第２の区分は、異なる圧力ローラの異なる高さの***部に対応する。この部分は、包装容器の上部または下部であり得る。
一般に、特許請求の範囲で使用される全ての用語は、本明細書で他に明示的に定義されない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段、ステップなど」に対するすべての言及は、特に明記しない限り、その要素、装置、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも１つの例を指すものとして公然と解釈されるべきである。
本発明の上記の目的、並びにさらなる目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せて、本発明の好ましい実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明を参照することによってより完全に理解される。
本発明による加圧ユニットを備えた誘導シール装置を示す充填機の一部の斜視図である。 加圧ユニットのプレッシャーローラの***部の異なるずれの設定の概略図である。
図１は、本発明による加圧ユニットを備えた誘導シール装置を示す充填機の一部の斜視図である。包装容器２は、包装容器ホルダ９によって保持され、コンベア３によって搬送される。包装容器２の部分５は、包装容器２の縁部の内側を部分５に封止する第１のステップとして、部分５が加熱される方向ｄにインダクタ装置８を通って搬送される。その後、加熱された部分５は加圧ユニット１に移動され、そこで加熱された部分が多数の対のプレッシャーローラ１１、１２、１３およびアンビルローラ２１、２２、２３によって加圧される。各プレッシャーローラ１１、１２、１３は、部分５および部分５の背後にあるアンビルローラ２１、２２、２３に対して圧力を加える。圧力は、プレッシャーローラ１１、１２，１３の他の滑らかな縁部表面１８、１９の周りに環状に延びる***部１５、１６、１７によって特に加えられる。第１のプレッシャーローラ１１の第１の***部１５は、第２のプレッシャーローラ１２の前記第２の***部１６に対して、前記第１のプレッシャーローラ１１及び第２のプレッシャーローラ１２の軸方向７にずれて（ｏｆｆｓｅｔ）いる。このようにして、第１のプレッシャーローラ１１及び第２のプレッシャーローラ１２のそれぞれの***部１５、１６は、包装容器２の部分５の異なる箇所に対して圧力を加える。後続のプレッシャーローラ１３もずれた***部を備えている。図１の実施形態では、プレッシャーローラ１１、１２、１３の***部は３つのグループでずらされているが、上記の要約のセクションで述べたように、***部のずらされた構成は、以下の図２ａ～図２ｅに示すように異なってもよい。正確な構成は、シールされるべき包装容器２の部分５の交互の領域に***部が圧力を加えるように、異なる圧力ローラの***部間のある種のずれを容易にするほど重要ではない。このずれが、シーリング内に閉じ込められた空気を押し出して、より良いシーリングを生み出す。
図２ａ～図２ｅは、プレッシャーローラ１１、１２、１３の列の***部１５、１６、１７のずれの異なる構成を示す。図２ａは、従来技術の構成、すなわち、ローラ間に何もずれがない***部を有するプレッシャーローラの列を示す。矢印ｄは、包装容器２及び被封される部分５の移動方向を示しており、図１の方向ｄと同じ方向である。
図２ｂは、図１に示したのと同じ方法でずらされた***部１５、１６、１７の構成、すなわち、ずらされた***部を有する３つのグループが続いて繰り返される構成を示す。
図２ｃにおいて、本発明による異なる構成は、第１のプレッシャーローラ１１の第１の***部１５へのずれが増している５つの***部１５、１６、１７のグループが示されている。
図２ｄは、***部１５、１６、１７の間にランダムなずれを有するランダムな構成を示す。ずれのランダムな構成を使用する効果は、図２ｃまたは図２ｅのように増加するずれを使用する場合と同程度に良いことが分かった。
図２ｅは、図２ｃと同様に、第１のプレッシャーローラ１１の第１の***部１５へのずれが増加しているが、ずれの方向が図２のそれとは逆になっている５つの***部１５、１６、１７のグループを有する構成を示す。
本発明における他の変形形態が意図され、場合によっては、他の特徴の対応する使用なしに本発明のいくつかの特徴を採用できることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲と一致する方法で広く解釈されることが適切である。
例えば、図２ａ～図２ｅに示すものとは異なるプレッシャーローラ１１、１２、１３の***部１５、１６、１７間のずれの他の構成も、本発明の範囲内で可能である。実際、従来技術の解決法に大きな改善をもたらすためには、ランダムな構成があれば十分である。

Claims (10)

  1. 食品用の包装容器（２）を密封するための加圧ユニット（１）であって、前記包装容器（２）を前記加圧ユニット（１）を通して移動方向（ｄ）に搬送するためのコンベヤ（３）と、
    第１の回転可能なプレッシャーローラ（１１）及び第１の回転可能なアンビルローラ（２１）と、前記第１のプレッシャーローラ（１１）が前記第１のアンビルローラ（２１）の反対側に配置されて、前記包装容器（５）の一部分を受けて回転可能に係合する第１のニップ（４）を形成し、
    前記第１のプレッシャーローラ（１１）及び前記第１のアンビルローラ（２１）の前記進行方向の下流側に配置された、第２の回転可能なプレッシャーローラ（１２）及び第２の回転可能なアンビルローラ（２２）と、前記第２のプレッシャーローラ（１２）が前記第２のアンビルローラ（２２）の反対側に配置されて、前記包装容器（５）の前記一部分を受けて回転可能に係合する第２のニップ（６）を形成し、
    を備え、
    前記第１のプレッシャーローラ（１１）は、その周面（１８）の周りに環状に延びる第１の***部（１５）を含み、
    前記第２プレッシャーローラ（１２）は、その周面（１９）の周りに環状に延びる第２の***部（１６）を含み、
    前記第１の***部（１５）は、前記第２の***部（１６）に対して前記第１プレッシャーローラ（１１）と前記第２プレッシャーローラ（１２）の軸方向（７）にずれている、加圧ユニット。
  2. 前記第１の***部（１５）及び前記第２の***部（１６）は曲率を含む輪郭を有する、請求項１に記載の加圧ユニット。
  3. 前記第１の***部（１５）及び前記第２の***部（１６）の前記曲率は、０．３ｍｍから１．５ｍｍの間である、請求項２に記載の加圧ユニット。
  4. 前記第１の***部（１５）の前記曲率は、前記第２***部（１６）の前記曲率とは異なる、請求項２に記載の加圧ユニット。
  5. 対応する***部（１７）を有する一つ以上の追加プレッシャーローラ及び一つ以上の追加アンビルローラ（２３）をさらに備え、前記進行方向において、前記第１のプレッシャーローラ（１１）と前記第１のアンビルローラ（２１）、及び前記第２プレッシャーローラ（１２）と前記第２アンビルローラ（２２）の下流に配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の加圧ユニット。
  6. 前記移動方向において、前記第１のプレッシャーローラ（１１）の下流に配置された前記プレッシャーローラ（１２、１３）の前記***部（１６）は、前記プレッシャーローラ（１１）の前記第１の***部（１５）に対して、ずれを有して配置される、請求項１～５のいずれか一項に記載の加圧ユニット。
  7. 包装容器に食品を充填するための充填機であって、
    前記包装容器と相互作用するコイル導体を有するインダクタ装置（８）と、
    前記インダクタ装置の下流に配置された、請求項１～６のいずれか一項に記載の加圧ユニットと、
    を備える充填機。
  8. 食品を含有する包装容器（２）であって、
    請求項１～６のいずれか一項に記載の加圧ユニットを使用して密封されているか、または請求項７に記載の前記充填機を使用して充填されている、包装容器。
  9. 食品用の包装容器を密封する方法であって、
    前記包装容器の部分（５）の少なくとも１つの層を溶融するため、前記包装容器と相互作用するインダクタ装置を通して前記包装容器を供給し、
    前記部分（５）の少なくとも第１の区分と、その後に前記上部部分の第２の区分に圧力を加えるため、請求項１～６のいずれか一項に記載の加圧ユニット（１）を通して前記包装容器を供給する、
    方法。
  10. 前記部分が前記包装容器（２）の上部（５）又は前記包装容器の（２）下部である、請求項９に記載の方法。
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