JP3857619B2

JP3857619B2 - 容器用ヒートシール装置

Info

Publication number: JP3857619B2
Application number: JP2002180857A
Authority: JP
Inventors: 靜生橋本; 純一川口
Original assignee: Fuji Impulse Co Ltd
Current assignee: Fuji Impulse Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004026161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の開口周縁部分と、この上に載置された熱融着可能な蓋体とを熱融着する容器用ヒートシール装置であって、特にこの装置に使用されるヒーターの構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる容器は、例えば、コンビニエンス・ストア等で販売されるおでん等の加熱調理済み食品を収納する容器が例としてあげられ、その容器の開口を蓋体で封鎖する場合に、容器用ヒートシール装置が使用される。この容器用ヒートシール装置として、特開平９−１６９３１９号公報に開示されるものがある。このヒートシール装置に用いられれているヒーターの構造を図６により説明する。このヒーター１０は、２つの部品からなり、（ａ）は部品結合前の状態を示す図、（ｂ）は部品結合後の状態を示す図である。
【０００３】
図６（ａ）に示すように、ヒーターは一対のヒーター線１０Ａにより構成され、このヒーター線１０Ａは、ニッケルとクロムの合金からなる薄板を、プレス加工等により板厚方向視でＵ字形状に成形し、その両端部の直線状部分を板厚方向に９０゜折り曲げ加工して形成されている。そして、図６（ｂ）に示すように、ヒーター１０は、両ヒーター線１０Ａを折り曲げ部分１０ａ同士が面接触する状態で接合して円環状に形成されており、その外周縁と内周縁とが同心円に形成されている。このヒーター１０のうち、円環部分は加熱部１０ｂとして機能し、折り曲げ部分１０ａ同士の接合部分からなる一対の突片は、該ヒーター１０の両極となる接続端子部として機能する。この両接続端子部から電流を流すことで、ヒーター１０の加熱部１０ｂの全域にわたってほぼ均等に電流が流れる。従って、加熱部１０ｂの全域はほぼ均一に加熱され、重ねあわされた容器Ａの開口周縁部分と蓋体との熱融着部分をほぼ均一に熱融着することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のヒーターでは、均一に熱溶着することができるものの、一対のヒーター線１０Ａの折り曲げ部分１０ａを接合した位置で、接合線に沿ったスジができてしまう。かかる外観に見えるスジは、実際には接合不良は生じていないにもかかわらず、見た目には接合不良を生じているのではないかと思わせてしまうという問題がある。すなわち、作業者に不安感を与えてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、容器の開口周縁と蓋体とを熱融着するにあたり、均一な熱融着を行うことができ、かつ、外観上も接合不良の不安感を与えないような容器用ヒートシール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る容器用ヒートシール装置は、
容器の開口周縁部分と、この上に載置された熱融着可能な蓋体とを熱融着する容器用ヒートシール装置であって、
リング状に形成されたヒーターと、
このヒーターのリング中心に対して向かい合うように、ヒーター上に直接配置される第１給電部及び第２給電部とを備え、
前記各給電部の電極サイズが次の条件（１）を満たすことを特徴とするものである。ただし、
ｂ＞ｂ’・・・（１）
ただし、ｂはリングの内周（外周）に沿った電極の長さ、ｂ’はリングの外周（内周）に沿った電極の長さであり、電源供給は長さｂを有する側方からなされる。
【０００６】
この構成によるヒートシール装置の作用・効果は、以下の通りである。
ヒーターはリング状に形成され、リング中心を挟んで向かい合うように、ヒーター上に第１・第２給電部を直接配置する。そして、これら第１・第２給電部の電極サイズを次のように設定する。すなわち、電極のリング内周（又は外周）に沿った長さをｂ、電極のリング外周（又は内周）に沿った長さをｂ’とした場合に、
ｂ＞ｂ’
となるように電極サイズを設定する。かかる寸法関係になるように設定することで、均一に熱融着できることが実験的に確認することができた。また、ヒーターは、先に説明したような一対の部品を接合するものではないので、熱融着の結果スジが出ることがない。その結果、容器の開口周縁と蓋体とを熱融着するにあたり、均一な熱融着を行うことができ、かつ、外観上も接合不良の不安感を与えないような容器ヒートシール装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の好適な実施形態として、前記ヒーターの上側に熱融着時にヒーターを押えるための金属製のリング状押え手段が設けられ、このリング状押え手段の前記第１・第２給電部の上側部分には、前記各給電部と前記リング状押え手段により挟持されるシリコンゴムが設けられるものがあげられる。
【０００８】
ヒーターは通常、抵抗値の大きな材料で形成されるが給電部は抵抗値の小さな材料で形成される。従って、給電部の近傍は発熱が不十分となりやすいが、給電部の上側部分にシリコンゴムを設けておくことで、十分な発熱を得やすくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る容器用ヒートシール装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、容器用ヒートシール装置のヒーターの構成を示す図である。（ａ）は、ヒーターの平面図、（ｂ）はこのヒーターにより熱融着される容器の開口周縁を示す。
【００１０】
ヒーター１は図に示すようにリング状に形成されている。このリング中心を挟むように一対の給電部２，２（第１給電部及び第２給電部に相当）が設けられる。給電部２は、ヒーターに対してスポット溶接等の手法により結合される。スポット溶接した場合の、給電部２の剥離強度は適宜設定することができる。一対の給電部２は、給電回路部３に接続されている。給電回路部３から給電されることでヒーター１に電流を供給し、容器の開口周縁部分と、この上に載置される蓋体とを熱融着することができる。
【００１１】
給電部２の拡大図により、給電部の電極サイズの寸法関係を説明する。まず、ヒーター１のリングは内周形状も外周形状も円形であり、リングの幅寸法をＢで表わす。また、電極の内周に沿った方向の長さ（入口部の長さ）をｂ、外周に沿った方向の長さ（先端の長さ）をｂ’で表わす。これらｂ，ｂ’の間には、
ｂ＞ｂ’・・・（１）
の関係がある。
【００１２】
なお、Ｂも含めた関係は、
Ｂ＞ｂ＞ｂ’
ｂ＞Ｂ＞ｂ’
ｂ＞ｂ’＞Ｂ
すなわち、リングの幅寸法Ｂは任意に設定可能である。
【００１３】
図１の例では、内周側が給電回路部３に接続されているが、外周側が給電回路部３に接続される場合は、電極の外周に沿った方向の長さをｂ、内周に沿った方向の長さをｂ’で表わして上記（１）の関係を持たせる。給電部２の構成としては、いずれを採用しても良い。（ｂ）は、（ａ）に示すヒーターを用いて、容器の開口周縁部分と蓋体を熱融着した場合の、開口周縁部分の熱融着の状況を示す図である。斜線を引いてある部分は、開口周縁部分における熱融着された部分を示すものであり、熱融着部分はヒーターと同じリング状に形成されており、均一に開口周縁がシールされていることを示す。
【００１４】
具体的なヒーター１の材質は、ニッケルクロム、鉄クロム等のヒーター材質であり、給電部２の材質は黄銅（Ｃ２８０１Ｐ）である。すなわち、ヒーター１は発熱しやすいように抵抗値の高い材質を選択し、給電部２は電流を流しやすいように抵抗値の低い材質を選択している。また、ヒーター１の幅Ｂ＝８ｍｍであり、厚みは０．２ｍｍである。また、給電部２は厚みが０．３ｍｍである。
【００１５】
図２は、実際に熱融着を行う際に使用される押え部材４を示すものである。この押え部材４は、ヒーター１のちょうど上側に配置される。この押え部材４は、ヒーター１と同様のリング状に形成されたリング状押え手段４ａを有する。また、一対の給電部２の配置に対応して一対の凹部４ｂが形成されている。そして、この凹部４ｂには、シリコンゴム５が挿入される。図３は、給電部２を側面から見た拡大図である。このシリコンゴム５は、給電部２の電極とリング状押え手段４ａにより挟持された状態になっている。このシリコンゴム５を給電部２の上に設けることで、給電部２が設けられた部分もその他の部分と同様に熱融着ができ、その結果、開口周縁の全体を均一にシールすることができる。
【００１６】
次に、比較例の構成を示す。図４は、第１比較例の構成を示す。この比較例における給電部２０の構成を図４（ａ）に示す。本発明の構成とは異なり、電極サイズは、電極のリング内周に沿った長さと外周に沿った長さは、同じ長さｃで表わされている。入口部と先端部の長さは、いずれも同じ長さｃであり、リングの幅Ｂよりもわずかに大きい。かかるヒーター１で熱融着した場合の状況を（ｂ）に示す。斜線部が熱融着できた部分を示すが、給電部２０の部分は熱融着ができていない。これは、電極のサイズが大きすぎ、電極の部分は抵抗値が小さいため発熱量が少ないからである。従って、（ｂ）のようにシールできないエリアができてしまう。
【００１７】
図５は第２比較例を示す図である。この比較例においては、リングの内周部分に２箇所突出部１ａを設け、ここを給電部２１として構成している。かかるヒーター１で熱融着した場合の状況を（ｂ）に示す。この場合もシールできないエリアが生じてしまう。
【００１８】
＜実験例＞
次に、本発明に係るヒートシール装置において、式（１）のｂ’の値を種々に変更した場合の実験結果を表１に示す。ヒーター１の設定温度は、１００℃〜１４０℃までを１０℃刻みで５段階設定した。また給電部２の入口部ｂの寸法は１０ｍｍで固定し、先端部ｂ’の寸法を１０ｍｍ〜０ｍｍまでを１ｍｍ刻みで１０段階設定した。また評価するにあたり、給電部のシール性を評価した。シール性を評価するにあたりプラスチック容器にフィルムをシールした。
【００１９】
また、シール強度の測定として、作業者が給電部により熱融着された部分を手で剥離した場合の官能評価により行った。表において×はシール強度が弱い、△は少し弱い、○は最適、◎は強い、ことを示している。
【００２０】
【表１】

この表からも分かるように、最適なシール温度は１２０℃である。また、電極サイズのｂ’寸法は、１〜４ｍｍが好適である。
【００２１】
＜別実施形態＞
（１）本実施形態では、リング状ヒーター１の形状は円環形状であるが、リングは厳密な円でなくても良い。また、容器の開口周縁部分の形状に合わせて、形状を設定すればよい。
（２）給電部とヒーターとの結合はスポット溶接以外の方法で行っても良い。
【００２２】
（３）本発明に係るヒートシール装置のヒーター以外の部分の構成については、例えば、特開平９−１６９３１９号公報に開示される構成を採用することができるが、特定の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】容器用ヒートシール装置のヒーターの構成を示す図
【図２】押え部材の構成を示す図
【図３】給電部の周辺の構成を示す拡大図
【図４】第１比較例の構成を示す図
【図５】第２比較例の構成を示す図
【図６】従来技術に係るヒーターの構成を示す図
【符号の説明】
１ヒーター
２給電部
３給電回路部
４押え部材
４ａリング状押え手段
５シリコンゴム

Claims

容器の開口周縁部分と、この上に載置された熱融着可能な蓋体とを熱融着する容器用ヒートシール装置であって、
リング状に形成されたヒーターと、
このヒーターのリング中心を挟んで向かい合うように、ヒーター上に直接配置される第１給電部及び第２給電部とを備え、
前記各給電部の電極サイズが次の条件（１）を満たすことを特徴とする容器用ヒートシール装置。
ｂ＞ｂ’・・・（１）
ただし、ｂはリングの内周（外周）に沿った電極の長さ、ｂ’はリングの外周（内周）に沿った電極の長さであり、電源供給は長さｂを有する側方からなされる。
前記ヒーターの上側に熱融着時にヒーターを押えるための金属製のリング状押え手段が設けられ、このリング状押え手段の前記第１・第２給電部の上側部分には、前記各給電部と前記リング状押え手段により挟持されるシリコンゴムが設けられることを特徴とする請求項１に記載の容器用ヒートシール装置。