JPS6247987A - 包装コンテナの加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は金属フォイル、望ましくはアルミニウム・フォ
イル、の層を含む形式の、液状内容物を容れる包装コン
テナの加熱装置に関する。

従来の技術および本発明が解決しようとする問題点 例えばコーヒー、紅茶、飲用チョコレート等のよプな、
習慣的に加熱され友状態で飲用される飲料は、時折り自
動販売機で販売さｎる形式の返却不可能な包装内に既製
品として時々詰められる。

この種の飲料は購入後の即時の飲用のため、加熱して飲
用可能とすべきことが望ましく、そｎは自動販売機力・
らの送出し以前にこの飲料？加熱しなげｎばならないこ
とで意味する。ここに引用した形式の加熱された飲料は
既に自動販売機で供給さｎているが、これらの場合飲料
を包含する包装は、自動販売機内の加熱された場所に貯
蔵さｎなげｎばならない。こｎは、飲料が加熱された状
態で長い間貯蔵さｎ１大抵の場合、そｎが飲料の味と品
質の劣化？もたらすことｔ意味する。そこで、飲料・が
売９渡さ扛る瞬間に七〇が加熱さｎるが、飲料の売渡し
の瞬間１では飲料がその包装内で自動販売機内に加熱さ
ｎずに貯蔵さ扛るよ５な自動販売機の必要性がある。こ
の問題の解決策は、その特徴で添付フレイムに明示した
本発明によって得らする。

問題点を解決するための手段 本発明を添付の線図について次に説明する。

飲料上包含する包装コンテナ（５）は、金属フォイル、
望ましくはアルミニウムφフォイル、の少なくとも一つ
の層を含む形式のものと仮定する。

包装（５）は、予め作り上げ且つ予め折目を付は九素材
から製造することができ、あるいは、連続的に管に形成
さｎる包装材料の連続ウェブから製造してそｆＬｆ内容
物で満たし、管のシールと内容物で満ｍされたシールさ
ｎ且つ分離さｎ素管の小部分の何形とにより個々の包装
ユニットに分割することもできる。一般に、ここに引用
しｔ形式の包装には、二つの材料の縁が互いに重なる長
手方向のオーバラップ継目６が設けら几、同様に、包装
が平行六面体の形状の場合には、包装材料が内側上内側
にシールしたシールフィンに対向する短い辺が備え、ま
几包装の側壁ま几は底部に折り重ねら几且つシールさ詐
た三角形の二重壁ｔなす突出部が包装の四隅の各々に形
成さｎるようにして行うのが何形の慣例である。アルミ
ニウム・フォイル層以外に包装材料は、一般に、紙また
は板紙の基層と、互いに対向して配役された熱可塑性プ
ラスチックの層が熱と圧力との助けにより一緒に溶融さ
ｔて緊密で耐久性のあるシール継目となり得る故に一方
では液密な内面會包装に備えるのに役立ち且つ他方では
シーラントとして機能する熱可塑性プラスチック材料の
内層および外層ケ含む。

その包装コンテナ内にある飲料はその販売の瞬間に加熱
して供給さｎるべきであるので加熱は比較的急速になさ
ｎなけｎばならず、消費者調量ば、約１／４ノの体積に
対して加熱時間が４５８８ｃ２超えてはならないことで
示している。この時に飲料は、約２０°Ｃの温度から、
扇かい飲み物としての正常表飲用温度と考えらｎる５５
〜６０℃にまで加熱さｒることになる。

さらに、加熱は味に影響がないようになさｎるべきであ
り、また加熱は飲料や包装の各部に局部過熱が全く発生
しないように均等であるべきである。加熱は、本発明に
より、誘導電流が包装のアルミニウムΦフォイル層内に
生成さｎｌそこＤｌら熱が飲料に伝達さｎるようにして
行わｎる。可能な最も急速な加熱効果を得るためには、
包装コンテナの壁面のアルミニウム・フォイル層の可能
な最大の部分が発熱に関与すべきであるが、若干の制約
と、発熱が生じてはならない包装の君子の領域とがある
ことが見いたさｎている。この種の領域は例えば、包装
材料の二つの縁が互いに結合さｎている前記の長手方向
の継目６である。他のこの踵の帯域は、三角形の二重壁
塗なす突出部と、包装の端面上に位置するシール・フィ
ンとである（ｂ導電流に支配さｎてにならない面を第４
図にハンチングで示しである〕。こｎらの壁面が発熱に
関与できない理由は、アルミニウム・フォイル層が終わ
る縁部分に（例えば前記の長手方向の継目に沿って）誘
発さｎ７：１電流によジ、縁帯域に沿ったアルミニウム
・フォイル層がグローするようにさ几且つ紙とプラスチ
ックとの炭化が付随する漏ｎの危険または少なくとも製
品の味への強い影響？伴って発生するほど強ぐなり得る
局部加熱を生じさせる電流の経路の狭さくが生ずる、と
いうことである。従って発熱誂導成流は専ら、包装の壁
の「開放した」継ぎ目のない面に位ｉしなげ扛はならず
、問題点は、誘導コイル２の釉々の設計により解決する
ことができる。

実施例 本事例では、種々の形式の誘導コイルと、そｎらの利点
および不利点と、そｎらの実際上の適用可能性とが論議
さｎている。

第１図に示す誘導子は、第５図に展開した状態で示すコ
イル２から成る。望ましくは銅の、薄板から打ち抜いた
誘導子またはコイル１は多数のコイル屈曲部２を含み、
その各々が一緒に連結された一連のＵ字形エレメント１
３から成り、その終点は高周波電流（代表的な値は２０
０　ｋＨｚ　）　ｋ供給する電源への接続接点を構成す
る。打ち抜いたコイルを第５図（一点鎖線）に従って巻
き付げることにより、そｎＫ第１図による形状が付与さ
ｎて、いわゆる誘導子空間１２が形成さ几るが、絶縁材
料から成るシェルま′ｆｃはボビン４の外側にコイル七
固定して、そｎにより誘導子１を通る包装５の導入と通
過と？容易にさせる。第１ａ図には、第１図による誘導
子の断面を線図で示してあり、わかるように、包装のア
ルミニウム・フォイル層内に誘導電流？発生する何等か
の電磁界で誘導子が生成する領域の外側に包装５のオー
バラツゾ継目６が位置する。

加熱は、包装５が、ここに示していない装置で用いて、
誘導子１のシェル４内に導入さ几ることにより誘導子１
の誘導子空間１２に送入さｎｌそこで誘導子１が接点３
ｒ経由して電源に接続さｎるように行わｎる。コイル屈
曲部２に発生した電磁界は包装のアルミニウム・フォイ
ル層内に電流で誘導し、−万、包装の長手方向の継目６
は継目領域内に誘導電流が全く発生しないように配設さ
ｎる。同様に包装５の頂部および底部領域には電流が全
く誘導さｎないが、継目なしの領域上代表する包装５の
側壁には事実誘導電流が誘導される。

包装が誘導子空間１２に導入された後に行われた測定は
、１１５０ｗの発電機からの入力に際して、包装５の最
上層の温度が８９℃であり、−万、底層では温度がわず
かに４７°Ｃであつｔことで示しているが、こｎらの温
度は、電流のスイッチが入ｎらｎた瞬間から４６８θＣ
の時間後に測定さ几ている。包装の上方部分の温度は、
望ましく且つ製品の味の劣化なしに到達できる温度上か
なり超過し、その反対に包装の下方部分の加熱は所望の
飲用温度まで昇温しないので、この包装内の不均等な熱
分布は許容し難いものである。不均整な構成を作るｔめ
のコイル屈曲部の置換えは何等の際立った改善ももたら
さないが、加熱時間中の包装５の上下運動はその最上層
と底層との間で原則的に温度が均等化される結果ｔもた
らす。

静止した包装５の底層と最上層との間に得らｎる大きな
温度差？克服するため、第２図による誘導子が代りに考
えらｎる。数字７で示すこの誘導子は、包装５を半分囲
むだけの溝形材またはシェル全形成する。この誘導子は
打ち抜いたＵ字形の銅の構成要素１３で製造さｎ続けて
いるが、第２図から明ら力・なように、包装は誘導子７
内に置かｎることしか必要としないので、包装５の導入
は更に簡単である。第２ａ図から明ら力）なように、包
装は、その長手方向の継目６が上方に面し、従って誘導
子Ｔにより生成さｎる磁界に囲１ｆ１．ないように置か
する。）誘導子７ｔこのように配設することにより、言
うまでもなく、包装５の全ての壁面が発熱誘導電流の誘
導に利用さｎるわげではないが、包装５は横倒しに置か
ｎるので、そｎが誘導子７内に置Ｄ’ｎる際包装の下方
部分と上方部分との間の距離がより短く、従って固定し
た装置においてはより良す熱分布が予想さｎる。こｎは
実際に事実であることがわかったが、熱分布は、この装
置に矢印８で示す方向に往復運動を付与することによジ
更に改善することもできる。下方の層と上方の層との間
の温度差は、加熱の過程中の連続的な前後運動により６
°Ｃ未満に減少させることもできる。この運動は、約ｉ
　Ｈｚの周波数の往復単弦運動に伴う偏心装置の助けに
より達成さｎる。

実際上の経験から、第２図による誘導子１を用い、１〜
１．５ｋｗの間のエネルヤ入力で、６５〜４５　ｓｅｃ
の間に、約２０〜６０°Ｃからの加熱を得らｎることが
示さｎている。誘導子１はそｎ自体が非常に温かくなる
ので、ファンによる若干量の冷却がそｎに必要であるこ
とが見いださｎている。

若干量なる形式の第三の誘導子１０もまた試みらｎてお
ジ、この誘導子【第６図に示す。第６図による誘導子１
０ｉｊ：４個の平形コイル９から成り、そｎらは多心導
線で巻かｎ１平形コイル９がシェルの長手方向の縁の上
に折り曲げらルてシェル４の二つのＩ４接面の部分を同
時に囲うようにして電気的に絶縁しているシェル４上に
配設さｎている。

この設計は、とりわけ、誘導子１０内に導入さする包装
５ｒｓ誘導電流が生成さ扛る領域内に長手方向の継目６
が来ないようにして任意の方向に向けることができる、
とい５利点を有する。この誘導・子１０はまた、この誘
導子が毎秒１回転という周期性？以て水平軸線の周りに
９０°ｇ：超えて前後方向に回示さｎると共に矢印１１
で示すようにしてわずかに前後に動Ｄ）された場合、良
好な熱分布と共に良好な加熱結果で与える。見いたされ
た一つの影響は、アルミニウムーフォイル層内の電流の
分布が、平形コイル９勿使用する際、銅の薄板から打ち
抜かｎて平面に平行な導体を形成するコイルを用い几前
例におけるよりも更に不均等になった、ということであ
った。しかし、この不利点は、平形コイル９内のコイル
の巻き方ｔ１七ｎらがコイルの外方の縁では一層密であ
りながら、コイル中心に向かって相互間の距離が長くな
るよ５に配設さｎるように構成することにより克服でき
る。そのようにして、アルミニウム・フォイル層内に比
較的均等な電流の分布紮得ることができ、約１　ｋｗの
入力に以て２０〜５６°Ｃの内容物の加ＰＡｆ　４５　
ｓｅｃで達成できる。従って、加熱さｎ１包妄さＡた飲
料内に熱の一様な分布を得るためにらｎる。

第６図による誘導子１０は、４個の平形コイル９【、七
扛らが発電機と誘導子との間に何等の付加変成器なしで
作動することｔＯ］能にさせるインピーダンス？付与す
るようにして、互いに一緒に連結できる、という更に別
の利点盆石する。第４図は、第３図による誘導子を展開
した状態で示し１ハツチングされた部分は、誘導子内に
導入さｆ′した包装コンテナの、電流が誘導さｎてはな
らない部分に対応する。明らかなように平形コイル９は
、包装のある部分、例えば三角形の突出部が磁界の影響
から遠ざけらｎるようにして容易に設計することができ
、このため第３図による誘導子１０は多くの場合、第１
図および第２図に示す誘導子１゜Ｔエフも好まｎる。従
って平形コイル９ば、そｎらが覆う面で大きな自由度ｒ
以て選択できる＝５に巻くことができ、その上更に、誘
４電流の分布を制御できる＝５にコイルの巻きの間の距
竹缶調節することが可能である。

既に示しであるように様々の形式？とクイ（）る本発明
による加熱装置を以て−ｒｎば、このよう（で、包装コ
ンテナ５に封入さｎ之飲料を、そ：ｆ’Ｌによって飲料
の味にい力）なる変化も生ずることなしに、４５　ｓｅ
ｃ未満の間に２０°Ｃから６０℃まで加熱することが可
能である。しかし、包装内の飲；ト）の一様な熱の分布
を得ることは、包装コンテナ５の、望ましくはｉた誘導
子の、同時になさする（幾株ｄ″ヨな運動なしには困難
である。言５までもなく、（；湾入の瞬間の段、包装の
仄用者が包装τ振りＨｉ’）′］１３・すことと、そｎ
によって包装内の飲料の温度差が急速に均等化さ汎るこ
ととが予想さｎるが、こｎは、機械的な運動：と伴わな
い加熱により、飲料２ｔｎためる恐几のある局部過熱が
生ずるため、全体の問題で解決するものではなく、従っ
て、いかなる場合にも局部過熱で生ずることなく飲料の
一様な熱分布が得らｎるように、加熱′に機械的な運動
と組み合わせることが妥当と考えらルている。

この誘導子装置（１非常に小さく作ることができるので
、そｔｔ自自動完売機内容易に収容できる。

飲料の循環を得るためには、機械的な運動で生じさせる
ため当然ある装置がまた必要であるが、こ几：１、電動
機に連結さｎ九偏心アームの助けによジ極めて簡単に達
成できることが見いださｎでいる。言うまでもなく、若
干の空間金製し且つ若干の費用を伴う高周波発電機もま
た必要である。しかし、この高周波発電機は自動販売機
の任意の場所に古くことができ、従って上記の発電機の
必要性は大抵の場合、温かい飲み物の供給のため旧式の
自動販売機？近代化すべき場合のその改造に当たっても
、問題ケ生じない。

作用 従って必要な硬貨が挿入さｆＬ、た後の売渡しの瞬間に
包装が直ちに購入者に入手可能とはさｎず、その代りこ
こに詳記した設計形式のどｎでも一つによる外観の６導
子内に包装が送ら扛、そｎＤ・ら誘導子は、包装さ扛た
飲料の循環を達成するため機械的な装置が誘導子と包装
とを回転し且つ／ま友は移動させると同時に高周波電源
に接続さｊ、る。

電源への接続後、高周波電磁界が包装のアルミニウム・
フォイル層に訴導電流ｈ　＝ｓ導し、そ扛が、送流の経
路が６導さｆ′した部分に沿って急速に加熱さ扛る。薄
い熱可塑性の層がアルミニウム・フォイル層を飲料から
配船しているに過ぎないので、熱は飲料に急速に伝達さ
扛、従ってそｎに約６０°Ｃの飲用温度が約３０〜４５
　ｓｅｃで与えらｎる。加熱作業後、包装コンテナは、
誘導子から自動的に引き出さｎ１購入渚に入手できるよ
うにさｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は包装？取９囲む工うに設計さｎ且つ結合したＵ
字形の構成要素から作らｎた加熱装置、第１ａ図は第１
図による装置の断面、第２図は結合し７’（１７字形の
構成要素から作らｎ几皿状に構成された加熱装置、第２
ａ図は第２図による装置の断面、第６図はシェル上に配
役さｎ７Ｈ平形コイル？含む加熱装置、第６ａ図は第６
図による装置の（断面、第４図は平面に展開しｔ第６図
による装置、第５図は平面に展開したＵ字形の構成要素
で形成された誘導子ン示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）液状内容物を容れる金属フォイル、望ましくはア
   ルミニウム・フォイル、の層を含む形式の包装コンテナ
   の加熱装置において、加熱を予定された包装コンテナを
   誘導子空間により完全にまたは部分的に収容しまたは積
   み込むことができ且つコイルまたは誘導子（１）を高周
   波発電機に接続できるような形状を付与された誘導子空
   間（１２）を形成するように配設された１組以上のコイ
   ルまたは誘導子（１）を備えることを特徴とする包装コ
   ンテナの加熱装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の加熱装置において
   、誘導子空間（１２）が平行六面体の形状であることを
   特徴とする加熱装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の加熱装置において
   、単数または複数の誘導子が薄板から打ち抜かれた構成
   要素で構成され、これらの構成要素が多数の連続するＵ
   字形の結合した部分（１３）を有することを特徴とする
   加熱装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の加熱装置において
   、電気的に絶縁している長方形断面の管状シェル（４）
   上に配設された平形コイル（９）を含み、それが、シェ
   ル（４）の二つの隣接する壁面の両部分に各コイル（９
   ）が被さるようにして前記シェル（４）の縁帯域上に位
   置するようにした多数の誘導子（１）を備えることを特
   徴とする加熱装置。
5. （５）特許請求の範囲第４項に記載の加熱装置において
   、各平形コイル（９）が、巻かれた導線から成り、その
   各々が多数の別個の部分導線を含むことを特徴とする加
   熱装置。
6. （６）特許請求の範囲第４項に記載の加熱装置において
   、平形コイル（９）のコイル巻きの導線間の距離が外方
   のコイル巻きでは短く、コイルの中心に向かつて連続的
   に増大することを特徴とする加熱装置。
7. （７）特許請求の範囲第１項に記載の加熱装置において
   、装置ならびに装置内に導入された包装（５）が、加熱
   の過程中に内容物のかくはんを引き起こすため、それに
   運動が付与されるようにされることを特徴とする加熱装
   置。
8. （８）特許請求の範囲第７項に記載の加熱装置において
   、加熱の過程中に水平および垂直位置の間で、望ましく
   は毎秒約１回転運動を以て、周期的に前記装置を回転さ
   せる装置を備えることを特徴とする加熱装置。