JP4043993B2 - 紙容器用縦シールテープ融着機構 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板紙からなるベース層の表裏両面に熱融着性合成樹脂の最外層を設けた包装材から形成される紙容器の内面に露出する縦方向の継ぎ目を縦シールテープで融着被覆して縦シールする紙容器用縦シールテープ融着機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料等を収容する縦シールテープ付き紙容器は、一般に無菌充填機により、紙容器の成形、飲料等の充填、密封が一連の工程として行われている。図４はかかる充填機による各工程の概念図である。図示のように、包装材１は左端の繰出し部２から巻き解かれて充填機３上をまず上方に走行する。次いで、包装材１はチューブとなったとき内面となる面を上に向けて図では右方向に走行する。この過程で、包装材１の幅方向の一端の縁部１ａがヒータ４から吹き出す熱風で加熱される。この加熱された包装材１の幅方向の一端の縁部１ａに、縦シールテープ繰り出し機構５から繰り出された縦シールテープ６の約半幅が１対の圧着ローラ７により熱融着される。
【０００３】
次に、包装材１は殺菌液槽８を経て図示しない無菌チャンバーに入り、絞りローラ９、エアーナイフ１０、図示しない成形ローラを経てチューブ状に成形され、縦シールテープ融着機構１１で包装材１の幅方向の他端の縁部１ｂが温風ヒータ１２の各吹き出し孔１２ａから吹き出す熱風で加熱される。この加熱された縁部１ｂに、包装材１の幅方向の一端の縁部１ａ及び該縁部１ａを被覆する縦シールテープ６を、図５及び図６に示すように、チューブ状の内側に配置された圧着ローラ１３とチューブ状の外側に配置されたカンターローラ１４で加圧して融着する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このようにして成形された包材チューブ１５には、充填パイプ１６にて飲料等の液体が充填され、横シール工程１７にて上下方向に一定間隔で横シールされて密封され、横シール箇所の中間で横方向に切断され、図示を省略した最終工程を経て最終形態に成形された紙容器１８となる。
【０００５】
前記圧着ローラ１３は、例えばシリコンゴムで作られた円柱状となっており、また、前記カンターローラ１４は、例えばテフロン（登録商標）で作られており、前記包装材１の幅方向の他端の縁部１ｂに、包装材１の幅方向の一端の縁部１ａ及び該縁部１ａを被覆する縦シールテープ６を確実に融着するために、外周が凹形曲面に形成されているものもある。
【０００６】
【特許文献１】
実公平４−５１１３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような充填機３の縦シールテープ融着機構１１では、圧着ローラ１３とカンターローラ１４で前記包装材１の幅方向の他端の縁部１ｂに、包装材１の幅方向の一端の縁部１ａ及び該縁部１ａを被覆する縦シールテープ６を融着する作業の過程で、圧着ローラ１３の軸線方向の両端部が包装材１内面の熱で柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層に接触し加圧してしまう場合がある。このような場合でも、前記のように圧着ローラ１３はシリコンゴムで作られていて弾力があるので、熱融着性合成樹脂の最外層に傷を付けたり、或いは剥ぎ取るといった事態は生じないが、包装材１の幅方向の他端の縁部ｂを加熱するため、温風ヒータ１２の各吹き出し孔１２ａから吹き出される熱風で圧着ローラ１３も加熱され、時間が経つにつれ、圧着ローラ１３が熱硬化して弾力が低下し、この熱硬化した圧着ローラ１３の軸線方向の両端部が包装材１内面の熱で柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層に接触し加圧したとき、前記包装材１内面の柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取ることがあり、甚だしい時は剥ぎ取られた樹脂が圧着ローラ１３の外周に巻き付いて圧着ローラ１３が浮いてしまい、押し圧不足となって、縦シールテープ６の熱融着が不完全となり、シール不良が発生するといった問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、圧着ローラの熱硬化による弾力低下を防止し、縦シールテープの熱融着の完全性を図り、シール不良の発生を防止できる紙容器用縦シールテープ融着機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の構成を説明すると、次の通りである。
請求項１に記載の発明は、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の幅方向の一端の縁部に縦シールテープが熱融着された後、チューブ状に成形された包装材から形成される紙容器の内面に露出する縦方向の継ぎ目を、加熱により、前記縦シールテープで融着被覆して縦シールするための円柱状の圧着ローラとカンターローラとを備えた紙容器用縦シールテープ融着機構において、前記圧着ローラの軸線方向の両側面に周方向に凹部が設けられ、前記圧着ローラの外周の両端に弾性変形可能な舌部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように圧着ローラの軸線方向の両側面に周方向に凹部が設けられ、圧着ローラの外周の両端に弾性変形可能な舌部が形成されているので、該圧着ローラの材料であるシリコンゴム等に熱硬化による弾力低下が生じても、圧着ローラの外周の端部が、加熱されて柔らかくなった包装材内面の熱融着性合成樹脂の最外層に接触し加圧したとき、前記弾性変形可能な舌部が弾性変形して、前記包装材内面の熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取るのを防止でき、これにより縦シールテープの熱融着の完全性が図れ、シール不良の発生を防止することができ、更には、圧着ローラの耐久性の向上が図れる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記圧着ローラの前記凹部の深さは１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
このように圧着ローラの軸線方向の両側面に設けた凹部の深さが１ｍｍ〜３ｍｍであると、圧着ローラの外周の両端に所要の弾性をもつ弾性変形可能な舌部を形成することができる。凹部の深さが１ｍｍより浅いと、所要の弾性を得ることができず、圧着ローラが包装材内面の柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取ることになって好ましくない。凹部の深さが３ｍｍより深くなると、強度が不足し、圧着ローラが耐久性に欠けるものとなり、好ましくない。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記圧着ローラの前記舌部の厚みが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
このように圧着ローラの舌部の厚みが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであると、圧着ローラの外周の両端に形成された弾性変形可能な舌部に確実に所要の弾性を保有させることができる。舌部の厚みが０．５ｍｍより薄いと、強度が不足し、圧着ローラが耐久性に欠けるものとなり、好ましくない。舌部の厚みが２．５ｍｍより厚いと、所要の弾性を得ることができず、圧着ローラが包装材内面の柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取ることになって好ましくない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る紙容器用縦シールテープ融着機構の実施の形態の一例を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本例の紙容器用縦シールテープ融着機構で用いている圧着ローラの斜視図、図２は該圧着ローラの縦断面図、図３は該圧着ローラの軸線方向の端部が包装材を加圧している状態を示す説明図である。同図面において、前記図４乃至図６に示す構成と変わらない部分にあっては、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１６】
本例の紙容器用縦シールテープ融着機構１１にあって、温風ヒータ１２の各吹き出し孔１２ａから吹き出す熱風で加熱された包装材１の幅方向の他端の縁部１ｂに、包装材１の幅方向の一端の縁部１ａ及び該縁部１ａを被覆する縦シールテープ６を、カンターローラ１４と共に加圧して融着する圧着ローラ１３は、シリコンゴムで作られた円柱状となっている。
【００１７】
この圧着ローラ１３は、その軸線方向の両側面に、周方向に環状の凹部１９がそれぞれ設けられ、この凹部１９により、圧着ローラ１３の外周の両端に弾性変形可能な環状の舌部２０が形成されている。前記圧着ローラ１３は、本例では外径が１６．０ｍｍ、軸線方向の長さが１３．０ｍｍに形成されている。かかる大きさの圧着ローラ１３の、前記軸線方向の両側面に周方向に形成された環状の凹部１９にあっては、その深さａが１ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、前記凹部１９により形成される前記舌部２０にあっては、その厚みｂが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることが好ましい。
【００１８】
このように形成される圧着ローラ１３と共に包装材１の縁部１ｂと、縁部１ａ及び縦シールテープ６を加圧するカンターローラ１４はテフロン（登録商標）で作られ、その外周が凹形曲面となっており、カンターローラ１４の最大外径は４３．０ｍｍ、最小外径が４０．０ｍｍ、軸線方向の長さが２７．０ｍｍに形成されている。
【００１９】
前記のように、このように圧着ローラ１３の軸線方向の両側面に周方向に凹部１９を設けると、圧着ローラ１３の外周の両端に弾性変形可能な舌部２０が形成される。このため、該圧着ローラ１３の材料であるシリコンゴムに熱硬化による弾力低下が生じても、図３に示すように、この弾性変形可能な舌部２０が弾性変形して、加熱された包装材１の内面の柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取るのを防止できる。
【００２０】
このように圧着ローラ１３の軸線方向の両側面に周方向に凹部１９が設けられ、圧着ローラ１３の外周の両端に弾性変形可能な舌部２０が形成されていると、該圧着ローラ１３の材料に熱硬化による弾力低下が生じても、圧着ローラ１３の外周の端部が、加熱されて柔らかくなった包装材１の内面の熱融着性合成樹脂の最外層に接触し加圧したとき、前記弾性変形可能な舌部２０が弾性変形して、前記包装材１の内面の熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取るのを防止できる。
【００２１】
この場合、前記圧着ローラ１３の軸線方向の両側面の凹部１９の深さａが１ｍｍ〜３ｍｍであると、圧着ローラ１３の外周の両端に所要の弾性をもつ弾性変形可能な舌部２０を形成することができる。凹部１９の深さａが１ｍｍより浅いと、所要の弾性を得ることができず、包装材１の内面の柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取ることになって好ましくない。凹部１９の深さａが３ｍｍより深くなると、強度が不足し、耐久性に欠けるものとなり、好ましくない。
【００２２】
また、前記圧着ローラ１３の舌部２０の厚みｂが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであると、圧着ローラ１３の外周の両端に形成された弾性変形可能な舌部２０に確実に所要の弾性を保有させることができる。舌部２０の厚みｂが０．５ｍｍより薄いと、強度が不足し、耐久性に欠けるものとなり、好ましくない。舌部２０の厚みｂが２．５ｍｍより厚いと、所要の弾性を得ることができず、包装材１の内面の熱で柔らかくなった熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取ることになって好ましくない。
【００２３】
【実施例】
この例の紙容器の包装材１は、外側から内側（内容物接液側）に向かって、低密度ポリエチレンからなる熱融着性合成樹脂層、紙層、低密度ポリエチレンからなる熱融着性合成樹脂層、アルミ箔、接着性熱融着性合成樹脂層、低密度ポリエチレンからなる熱融着性合成樹脂層からなっていて、縦シールテープ融着機構１１で該包装材１の幅方向の他端１ｂが温風ヒータ１２から吹き出す熱風（設定温度２６０°Ｃ）で加熱され、この加熱された包装材１の幅方向の他端１ｂに、包装材１の幅方向の一端１ａ及びこの一端１ａに半幅が熱融着された幅７．５ｍｍ，厚さ１００μｍの縦シールテープ（ポリエステル層の両面に低密度ポリエチレンからなる熱融着性合成樹脂層を積層したもの）６の残りの半幅を、両側面に設けられた環状の凹部１９により弾性変形可能な環状の舌部２０が形成さている圧着ローラ１３とカンターローラ１４で４０Ｎの圧力で加圧して熱融着することで、６０００個／時間の運転で、従来毎日（約２２時間運転）圧着ローラ１３を交換していたものを、包装材１の内面を剥ぎ取ることなく１週間の運転ができ、耐久性を大幅に改選することができた。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る紙容器用縦シールテープ融着機構によれば、圧着ローラの軸線方向の両側面に周方向に凹部が設けられ、圧着ローラの外周の両端に弾性変形可能な舌部が形成されているので、該圧着ローラの熱硬化による弾力低下が生じても、圧着ローラの外周の端部が、加熱されて柔らかくなった包装材内面の熱融着性合成樹脂の最外層に接触し加圧したとき、前記弾性変形可能な舌部が弾性変形して、前記包装材内面の熱融着性合成樹脂の最外層を剥ぎ取るのを防止でき、これにより縦シールテープの熱融着の完全性が図れ、シール不良の発生を防止することができ、更には、圧着ローラの耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙容器用縦シールテープ融着機構の実施の形態の一例の圧着ローラを示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧着ローラの縦断面図である。
【図３】図１の圧着ローラの軸線方向の端部が包装材を加圧している状態を示す説明図である。
【図４】充填機による縦シールテープ付き紙容器の成形、充填、密封を行う各工程の概念図である。
【図５】従来の紙容器用縦シールテープ融着機構での包装材のシール状況を示す正面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 包装材
１ａ 包装材の幅方向の一端の縁部
１ｂ 包装材の幅方向の他端の縁部
２ 繰出し部
３ 充填機
４ ヒータ
５ 縦シールテープ繰り出し機構
６ 縦シールテープ
７ 圧着ローラ
８ 殺菌液槽
９ 絞りローラ
１０ エアーナイフ
１１ 縦シールテープ融着機構
１２ 温風ヒータ
１２ａ 吹き出し孔
１３ 圧着ローラ
１４ カンターローラ
１５ 包材チューブ
１６ 充填パイプ
１７ 横シール工程
１８ 紙容器
１９ 凹部
２０ 弾性変形可能な舌部

Claims (3)

  1. 板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の幅方向の一端の縁部に縦シールテープが熱融着された後、チューブ状に成形された包装材から形成される紙容器の内面に露出する縦方向の継ぎ目を、加熱により、前記縦シールテープで融着被覆して縦シールするための円柱状の圧着ローラとカンターローラとを備えた紙容器用縦シールテープ融着機構において、前記圧着ローラの軸線方向の両側面に周方向に凹部が設けられ、前記圧着ローラの外周の両端に弾性変形可能な舌部が形成されていることを特徴とする紙容器用縦シールテープ融着機構。
  2. 前記圧着ローラの前記凹部の深さは１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用縦シールテープ融着機構。
  3. 前記圧着ローラの前記舌部の厚みが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の紙容器用縦シールテープ融着機構。
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