JP3464808B2 - ヒートシールバー - Google Patents

ヒートシールバー

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JP3464808B2
JP3464808B2 JP10538393A JP10538393A JP3464808B2 JP 3464808 B2 JP3464808 B2 JP 3464808B2 JP 10538393 A JP10538393 A JP 10538393A JP 10538393 A JP10538393 A JP 10538393A JP 3464808 B2 JP3464808 B2 JP 3464808B2
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heating
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシールバーに関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、牛乳、清涼飲料等の飲料を収容す
る包装容器を製造する場合、可撓性（かとうせい）の積
層材料から成るウェブ状の包材を充填（じゅうてん）機
に供給し、該充填機において前記包材をチューブとし、
該チューブ内に飲料を充填しながら各包装容器ごとに切
断して、ブリック状の包装容器を形成するようにしてい
る。 【０００３】すなわち、充填機はウェブ状の包材を長手
方向にシールしてチューブとし、該チューブを連続的に
下方に搬送する。その間、飲料は上方からチューブ内に
供給されて充填される。続いて、前記チューブは両側か
ら密封・切断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、一定量の飲料を収容する複数の矩形
（くけい）容器が形成され、包装容器が完成させられ
る。 【０００４】図２は従来の充填機の要部概略図である。
図の（ａ）は成形ユニットの概略図、（ｂ）は係合部材
の係合状態図、（ｃ）は係合部材の解放状態図である。
図において、１１は可撓性の積層材料から成るチューブ
であり、ウェブ状の包材を長手方向にシールして形成さ
れる。前記包材は例えば、包装容器を形成した時に内側
から順にポリエチレン層、紙材及びポリエチレン層が配
列されるように積層される。前記チューブ１１は上方に
延びていて、内部に飲料１２が収容される。 【０００５】前記チューブ１１は連続的に下方に搬送さ
れ、所定の間隔ごとに二つの密封・切断ユニット１４，
１５によって挟持され横方向にシールされ帯状のシール
部分Ｓが形成される。その後前記シール部分Ｓが切断さ
れ、一定量の飲料１２を収容する矩形容器２３が形成さ
れる。そのため、前記密封・切断ユニット１４，１５は
いずれもカッティングジョー１４ａ，１５ａ及びヒート
シールジョー１４ｂ，１５ｂを有する。 【０００６】そして、前記カッティングジョー１４ａ，
１５ａの先端にはカッティングバー１８が、ヒートシー
ルジョー１４ｂ，１５ｂの先端にはヒートシールバー１
９が設けられ、前記カッティングジョー１４ａ，１５ａ
及びヒートシールジョー１４ｂ，１５ｂを前進させ、チ
ューブ１１を両側から挟持して包材を互いに接触させ、
横方向にシールする。 【０００７】また、前記カッティングジョー１４ａ，１
５ａの中央には、横方向に延びる扁平（へんぺい）なカ
ッタ２１が進退自在に配設され、前進した時に前記シー
ル部分Ｓの中央を切断する。そのため、前記カッタ２１
の後端にシリンダ２２が配設され、該シリンダ２２に対
して作動媒体を給排することによってカッタ２１を進退
させる。 【０００８】なお、２１ａ，２１ｂはそれぞれカッティ
ングジョー１４ａ，１５ａ及びヒートシールジョー１４
ｂ，１５ｂに対し揺動自在に支持され、前記チューブ１
１を包囲して案内する一対の成形フラップであり、チュ
ーブ１１を矩形に成形する。ところで、前記密封・切断
ユニット１４は図において密封・切断開始位置にあり、
該密封・切断開始位置において、前記カッティングジョ
ー１４ａ及びヒートシールジョー１４ｂを前進させ、チ
ューブ１１を両側から挟持して包材を互いに接触させ
る。 【０００９】そして、前記密封・切断ユニット１４はチ
ューブ１１を挟持したまま下方に移動し、その間にヒー
トシールジョー１４ｂの先端に設けられたヒートシール
バー１９及びカッティングジョー１４ａの先端に設けら
れたカッティングバー１８が前記シール部分Ｓを強く押
圧し、ヒートシールバー１９が発熱してチューブ１１を
横方向にシールして前記シール部分Ｓを形成する。 【００１０】一方、前記密封・切断ユニット１５は図に
おいて密封・切断終了位置にあり、この密封・切断終了
位置の直前において前記密封・切断ユニット１５の前記
カッタ２１が前進し、前記シール部分Ｓの中央を切断
し、前記チューブ１１から矩形容器２３を分離する。前
記密封・切断ユニット１５のカッティングジョー１５ａ
及びヒートシールジョー１５ｂは、前記シール部分Ｓの
中央が切断されると後退させられ、旋回するように上昇
し、前記密封・切断開始位置に移動するようになってい
る。そして、前記密封・切断ユニット１５が密封・切断
開始位置に移動して前記カッティングジョー１５ａ及び
ヒートシールジョー１５ｂを前進させ始めた時には、前
記密封・切断ユニット１４の前記カッタ２１が前進し、
前記シール部分Ｓの中央を切断し、前記チューブ１１か
ら矩形容器２３を分離する。 【００１１】なお、２５，２６は係合部材を形成する一
対の係合フックであり、一方の係合フック２５は前記カ
ッティングジョー１４ａ，１５ａに、他方の係合フック
２６はヒートシールジョー１４ｂ，１５ｂに設けられ、
前記係合フック２６にシリンダ２７が接続される。そし
て、前記係合フック２５，２６を互いに係合させた後
に、前記シリンダ２７に作動媒体を供給することによっ
て、カッティングジョー１４ａ，１５ａ及びヒートシー
ルジョー１４ｂ，１５ｂを互いに引き寄せ、シール時の
押圧力を大きくすることができる。前記係合フック２
５，２６は、前記密封・切断開始位置において図の
（ｂ）に示すように係合させられ、密封・切断終了位置
において図の（ｃ）に示すように解放される。 【００１２】ところで、前記ヒートシールバー１９は、
ヒートシールジョー１４ｂ，１５ｂが進退するのに伴っ
て進退し、また、同時にカッティングバー１８もカッテ
ィングジョー１４ａ，１５ａが進退するのに伴って進退
する。そして、前記ヒートシールバー１９及びカッティ
ングバー１８は前進した時に前記チューブ１１を挟持し
て押圧し、前記ヒートシールバー１９が発熱することに
よってチューブ１１の表面を被覆するポリエチレンなど
のフィルムを熱融着し、シールする。 【００１３】次に、前記ヒートシールバー１９の構造に
ついて説明する。図３は従来のヒートシールバーの斜視
図、図４は従来のヒートシールバーの断面図である。図
において、１９はヒートシールバー、３１は細長いブロ
ック状で金属製のバー本体、３３は該バー本体３１の表
面を被覆する酸化クロム製の絶縁層、３４，３５は該絶
縁層３３の表面に固着されたヒーティングリボン、３
７，３８は前記ヒートシールバー１９の両端において、
前記ヒーティングリボン３４，３５の端部をバー本体３
１に固定するための押さえである。前記ヒーティングリ
ボン３４，３５は、厚さが０．２〔ｍｍ〕のニッケル合
金から成る長尺状のリボンで形成され、その一端には電
極３４ａ，３５ａが形成され、該電極３４ａ，３５ａを
図示しない電源に接続することによってパルス状の電流
を供給することができるようになっている。また、前記
ヒーティングリボン３４，３５の他端は図示しない導体
によって接続される。 【００１４】そして、前記ヒーティングリボン３４，３
５は、前記絶縁層３３内に金属を拡散させることによっ
て固着される。前記ヒーティングリボン３４，３５をチ
タン系の活性金属及び銀によって形成した場合には、ヒ
ーティングリボン３４，３５はろう付けによって前記絶
縁層３３に固着させることもできる。また、ヒーティン
グリボン３４，３５を前記絶縁層３３に固着した後、全
体をシリコンで被覆し、ヒーティングリボン３４，３５
の耐食性を向上させるとともに、前記包材の剥離（はく
り）性を良好にしている。さらに、前記バー本体３１の
長手方向（チューブ１１の横方向）に沿って冷却水孔３
９が形成され、前記ヒートシールバー１９を冷却する。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のヒートシールバー１９においては、一つのシール部
分Ｓ（図２）を形成するために前記ヒーティングリボン
３４，３５（図３）に一つのパルスを流してフィルムを
熱融着した後、もう一つの短いパルスを流して包材とヒ
ートシールバー１９の間を剥離するようになっていて、
しかも各パルスが５００〔ｍｓ〕ごとに発生させられる
ため、前記ヒーティングリボン３４，３５は加熱と冷却
が何度も繰り返されて寿命が短くなってしまう。 【００１６】すなわち、前記ヒーティングリボン３４，
３５に一つのパルスが流れると、前記ヒーティングリボ
ン３４，３５の表面の温度は約２５０〔℃〕に上昇す
る。一方、前記絶縁層３３とバー本体３１の間の部分の
温度は、１５０〔℃〕程度である。したがって、前記温
度差によってヒーティングリボン３４，３５と絶縁層３
３の間に膨張の不整合現象が発生し、絶縁層３３に歪
（ひず）みが発生してしまう。そして、この歪みが繰り
返し発生することによってヒーティングリボン３４，３
５が疲労破壊し、切断されてしまう。さらに、ヒーティ
ングリボン３４，３５に熱負荷がある部分及び熱負荷が
全くない部分が存在する場合には、疲労破壊が著しく、
切断されやすくなる。 【００１７】図５は従来の密封・切断ユニットの概略図
である。図において、１１はチューブ、１４は密封・切
断ユニット、１８はカッティングバー、１９はヒートシ
ールバー、３１はバー本体、３３は絶縁層、３５はヒー
ティングリボン、３７，３８は前記ヒートシールバー１
９の両端において、前記ヒーティングリボン３５の端部
をバー本体３１に固定するための押さえ、３９は冷却水
孔である。 【００１８】この場合、バー本体３１に固着されたヒー
ティングリボン３５は、バー本体３１の長手方向のほぼ
全体にわたって延在し、ヒーティングリボン３５の全域
において均一に熱を発生する。一方、カッティングバー
１８及びヒートシールバー１９によって挟持されるチュ
ーブ１１の幅は前記ヒーティングリボン３５の長さに満
たない。したがって、チューブ１１を挟持した時チュー
ブ１１が存在しないヒーティングリボン３５の両端部
Ａ，Ｃにおいては、チューブ１１への熱伝達がないの
で、ヒーティングリボン３５の他の部分より高い温度で
定常状態になる。 【００１９】また、チューブ１１の中央には、ウェブ状
の包材を長手方向にシールした部分（ＬＳ部分）が存在
する。この部分は包材が重ねられているため３層構造に
なってチューブ１１の他の部分より厚く、更にガスバリ
ヤ性を向上させるためのフィルムが存在するため、熱伝
導性が低い。したがって、ヒーティングリボン３５の中
央部Ｂは、チューブ１１への熱伝達が少ないので、ヒー
ティングリボン３５の他の部分よりその分だけ高い温度
で定常状態になる。 【００２０】このように、ヒーティングリボン３５には
３種類の異なった熱負荷が存在し、熱負荷の小さい部分
ほど膨張し、ヒーティングリボン３５と絶縁層３３の間
の膨張の不整合現象が発生してしまう。そして、該不整
合現象は、特にヒーティングリボン３５の両端部Ａ，Ｃ
において大きくなる。これはヒーティングリボン３４
（図３）についても同様である。 【００２１】本発明は、前記従来のヒートシールバーの
問題点を解決して、シールを繰り返している間にヒーテ
ィングリボンが切断されることのないヒートシールバー
を提供することを目的とする。 【００２２】 【課題を解決するための手段】そのために、本発明のヒ
ートシールバーにおいては、ウェブ状の包材を長手方向
にシールすることによって形成されたチューブを挟持し
て横方向にシールするようになっている。そして、長手
方向に沿って冷却水孔が形成された細長いブロック状の
バー本体と、該バー本体の表面を被覆する絶縁層と、該
絶縁層の表面に固着され、前記チューブの幅より長くさ
れ、パルス状の電流が供給されるヒーティングリボン
と、前記絶縁層に近接する部分に、ヒーティングリボン
のほぼ全域にわたって、かつ、長手方向に延在させて、
バー本体に埋設されたヒートパイプとを有する。 【００２３】 【作用】本発明によれば、前記のようにヒートシールバ
ーにおいては、ウェブ状の包材を長手方向にシールする
ことによって形成されたチューブを挟持して横方向にシ
ールするようになっている。そして、長手方向に沿って
冷却水孔が形成された細長いブロック状のバー本体と、
該バー本体の表面を被覆する絶縁層と、該絶縁層の表面
に固着され、前記チューブの幅より長くされ、パルス状
の電流が供給されるヒーティングリボンと、前記絶縁層
に近接する部分に、ヒーティングリボンのほぼ全域にわ
たって、かつ、長手方向に延在させて、バー本体に埋設
されたヒートパイプとを有する。 【００２４】この場合、バー本体には、前記ヒーティン
グリボンのほぼ全域にわたって、かつ、長手方向に延在
させてヒートパイプが埋設される。該ヒートパイプは、
ヒートシールバーの長手方向において熱負荷が小さい部
分から熱負荷が大きい部分に熱を移動させ、全体を均一
な温度に保持する。すなわち、ヒーティングリボンの両
端部及び中央部で発生した熱の一部は熱負荷の大きい他
の部分に移動する。したがって、ヒーティングリボンの
両端部及び中央部は、他の部分と同じ温度領域で定常状
態になる。 【００２５】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示すヒ
ートシールバーの断面図である。図において、３１は細
長いブロック状で金属製のバー本体、３３は該バー本体
３１の表面を被覆する酸化クロム製の絶縁層、３５は該
絶縁層３３の表面に固着されたヒーティングリボン、３
７，３８は該ヒーティングリボン３５の端部をバー本体
３１に固定するための押さえ、４０はヒートシールバー
である。なお、前記ヒーティングリボン３５の奥側に図
示しない他方のヒーティングリボン３４（図２参照）が
絶縁層３３の表面に固着されている。前記ヒーティング
リボン３４，３５は、厚さが０．２〔ｍｍ〕のニッケル
合金から成る長尺状のリボンで形成され、その一端には
図示しない電極が形成され、該電極を電源に接続するこ
とによってパルス状の電流を供給することができるよう
になっている。また、前記ヒーティングリボン３４，３
５の他端は図示しない導体によって接続される。本実施
例においては、２本の平行なヒーティングリボン３４，
３５を導体によって接続しているが、２本の平行なヒー
ティングリボン３４，３５を一体に接続して「Ｕ」字形
にすることもできる。 【００２６】図５に示すように、チューブ１１を横方向
にシールする場合、前記ヒーティングリボン３４，３５
に一つのパルスを流してフィルムを熱融着した後、もう
一つの短いパルスを流して包材とヒートシールバー４０
の間を剥離するようになっていて、しかも各パルスが５
００〔ｍｓ〕ごとに発生させられる。そして、前記ヒー
ティングリボン３４，３５は、前記絶縁層３３内に金属
を拡散させることによって固着される。前記ヒーティン
グリボン３４，３５をチタン系の活性金属及び銀によっ
て形成した場合には、ヒーティングリボン３４，３５を
ろう付けによって前記絶縁層３３に固着させることもで
きる。 【００２７】また、ヒーティングリボン３４，３５を前
記絶縁層３３に固着した後、全体をシリコンで被覆し、
ヒーティングリボン３４，３５の耐食性を向上させると
ともに、前記包材の剥離性を良好にしている。さらに、
前記バー本体３１の長手方向に沿って冷却水孔３９が形
成され、前記ヒートシールバー４０を冷却する。ところ
で、バー本体３１に固着されたヒーティングリボン３
４，３５は、ヒートシールバー４０の長手方向のほぼ全
体にわたって延在し、ヒーティングリボン３４，３５の
全域において均一に熱を発生する。一方、カッティング
バー１８及びヒートシールバー４０によって挟持される
チューブ１１の幅は前記ヒーティングリボン３４，３５
の長さに満たない。したがって、チューブ１１をシール
する場合、ヒーティングリボン３４，３５の両端部Ａ，
Ｃ（図５参照）においては、チューブ１１への熱伝達が
ない。 【００２８】また、チューブ１１の中央には、ウェブ状
の包材を長手方向にシールした部分が存在する。この部
分は包材が重ねられているため３層構造になってチュー
ブ１１の他の部分より厚く、更にガスバリヤ性を向上さ
せるためのフィルムが存在するため、熱伝導性が低い。
したがって、ヒーティングリボン３４，３５の中央部Ｂ
は、チューブ１１への熱伝達が少なくなる。 【００２９】このように、ヒーティングリボン３４，３
５には３種類の異なった熱負荷が存在する。そこで、前
記バー本体３１の前記絶縁層３３に近接する部分に、ヒ
ーティングリボン３４，３５に沿ってヒートシールバー
４０の長手方向に延在するようにヒートパイプ４１が埋
設される。該ヒートパイプ４１は、ヒートシールバー４
０の長手方向において熱負荷が小さい部分から熱負荷が
大きい部分に熱を移動させ、全体を均一な温度に保持す
る。すなわち、ヒーティングリボン３４，３５の両端部
Ａ，Ｃ及び中央部Ｂで発生した熱の一部は熱負荷の大き
い他の部分に移動する。したがって、ヒーティングリボ
ン３４，３５の両端部Ａ，Ｃ及び中央部Ｂは、他の部分
と同じ温度領域で定常状態になる。 【００３０】このようにして、ヒーティングリボン３
４，３５は全域において同じように膨張し、ヒーティン
グリボン３４，３５と絶縁層３３の間の膨張の不整合現
象が発生することがなくなる。したがって、絶縁層３３
に歪みが発生することがなく、歪みの繰返しによってヒ
ーティングリボン３４，３５が切断されることがなくな
る。 【００３１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
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。 【００３２】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ヒートシールバーにおいては、ウェブ状の包材を
長手方向にシールすることによって形成されたチューブ
を挟持して横方向にシールするようになっている。そし
て、長手方向に沿って冷却水孔が形成された細長いブロ
ック状のバー本体と、該バー本体の表面を被覆する絶縁
層と、該絶縁層の表面に固着され、前記チューブの幅よ
り長くされ、パルス状の電流が供給されるヒーティング
リボンと、前記絶縁層に近接する部分に、ヒーティング
リボンのほぼ全域にわたって、かつ、長手方向に延在さ
せて、バー本体に埋設されたヒートパイプとを有する。 【００３３】この場合、バー本体には、前記ヒーティン
グリボンのほぼ全域にわたって、かつ、長手方向に延在
させてヒートパイプが埋設される。該ヒートパイプは、
ヒートシールバーの長手方向において熱負荷が小さい部
分から熱負荷が大きい部分に熱を移動させ、全体を均一
な温度に保持する。すなわち、ヒーティングリボンの両
端部及び中央部で発生した熱の一部は熱負荷の大きい他
の部分に移動する。 【００３４】したがって、ヒーティングリボンの両端部
及び中央部は、他の部分と同じ温度領域で定常状態にな
り、ヒーティングリボンは全域において同じように膨張
し、ヒーティングリボンと絶縁層の間の膨張の不整合現
象が発生することがなくなる。その結果、絶縁層に歪み
が発生することがなく、歪みの繰返しによってヒーティ
ングリボンが切断されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例を示すヒートシールバーの断面
図である。 【図２】従来の充填機の要部概略図である。 【図３】従来のヒートシールバーの斜視図である。 【図４】従来のヒートシールバーの断面図である。 【図５】従来の密封・切断ユニットの概略図である。 【符号の説明】 ３１ バー本体 ３３ 絶縁層 ３４，３５ ヒーティングリボン ４０ ヒートシールバー ４１ ヒートパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65B 51/00 B65B 7/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ウェブ状の包材を長手方向にシールする
    ことによって形成されたチューブを挟持して横方向にシ
    ールするためのヒートシールバーにおいて、 （ａ）長手方向に沿って冷却水孔が形成された細長いブ
    ロック状のバー本体と、 （ｂ）該バー本体の表面を被覆する絶縁層と、 （ｃ）該絶縁層の表面に固着され、前記チューブの幅よ
    り長くされ、パルス状の電流が供給されるヒーティング
    リボンと、 （ｄ）前記絶縁層に近接する部分に、ヒーティングリボ
    ンのほぼ全域にわたって、かつ、長手方向に延在させ
    て、バー本体に埋設されたヒートパイプとを有すること
    を特徴とするヒートシールバー。
JP10538393A 1993-05-06 1993-05-06 ヒートシールバー Expired - Fee Related JP3464808B2 (ja)

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