JP4185828B2

JP4185828B2 - 容器の開口部密封用の熱封緘器具

Info

Publication number: JP4185828B2
Application number: JP2003276337A
Authority: JP
Inventors: 文昭永▲瀬▼
Original assignee: 株式会社リーダー
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP2005035643A

Description

本発明は容器開口部密封用の熱封緘器具に関する。さらに、その開口部の封緘部位が丸味を有し、または平滑でない容器の口部密封用の熱封緘器具に関する。

一般に、食品や薬品を包装するプラスチック容器等は、プラスチックフィルムを主体とした蓋材の下面に熱封緘層を設け、その蓋材を加熱加圧して密封している。これらの容器は成型時の形状が安定であり、開口部の形状が平面平滑性を有するため、蓋材を開口部全面に配置し、平面である熱板で加圧することにより加熱加圧を同時に行い、蓋材の熱封緘層を開口部に対して熱融着させている。
しかし、食品、医薬品化粧品等では容器の開口部に丸味を有し、肌ざわり、口当たりがよいガラス製の容器が多く用いられており、また同様の理由で、近年は陶磁器製の容器も多く使用されるようになっている。これらを平面の熱板で加熱加圧すると、蓋材と開口部の封緘部位との間で十分な接着面積が得られず、十分な封緘強度が得られない。また、ガラス製や陶磁器製の容器では同一寸法、同一形状の容器を製造することが困難であり、その寸法精度が安定でない。そのため、同一の封緘強度を有する包装製品を得られにくいという問題がある。

このような開口部に丸味を有する、または開口部の平滑性が欠けたガラス、プラスチック容器または陶磁器製の容器には、安定した封緘強度を得るため下面に熱封緘接着剤層を設けた金属箔の積層されたシート状の蓋材を、柔軟性のあるクッション材で開口部全面に加圧し、誘導加熱方式（電磁誘導加熱方式）により金属箔を加熱し、熱封緘接着剤層を開口部に対して熱融着する方法が採用されている。このように柔軟性のあるクッション材を用いて蓋材を加圧することにより、封緘部の形状に合わせて蓋材を変形させることができ、封緘部位と蓋材との接着面積を広くすることができる。たとえば、インスタントコーヒーの瓶などのインナーシール材として用いる場合、ネジ式の外蓋の内部に柔軟性のあるクッション材を介して蓋材を挿入し、外蓋を容器に対して装着することにより蓋材を開口部に対して圧迫し、その後に誘導加熱方式により金属箔を加熱して熱融着させている。
また、誘導加熱のできない蓋材すなわち金属箔が積層されていない蓋材を用いる場合、図５に示すような熱封緘器具１００が知られている。この熱封緘器具１００は、電気ヒーター１０１を有する本体１０２と、その本体１０２に貼着されたゴム弾性材料からなる加圧部１０３とから構成されている。この電気ヒーター１０１を加熱することにより、熱が加圧部１０３全体に伝わり、加圧部の表面１０３ａが加熱される。この加圧部の表面１０３ａを、容器に配置した蓋材に対して接触加圧すると、表面１０３ａの熱が蓋材を介して蓋材に設けられている熱封緘接着剤層に伝わり、蓋材が容器開口部に熱融着する。
しかし、この方式は熱伝導性の低いゴム材を用いるため、加圧部１０３の表面１０３ａを蓋材の熱封緘接着剤層が溶融する十分な温度にするには、熱封緘接着剤層の溶融する温度よりはるかに高く電気ヒーターの温度を上げる必要がある。たとえば、このタイプの熱封緘器具では電気ヒーターの温度を約２２０℃に保ち、約１４０℃の加圧部の表面１０３ａを得ていた。そのためゴム等からなる加圧部１０３が劣化しやすく、熱封緘器具１００の寿命が短い。また、容器開口部の形状が深い丸味を持ったものである場合、蓋材と封緘部位の接着面積の確保するためには、加圧層１０３のゴム弾性材料の厚さを厚くする必要があり、そして、その材料に一層の柔軟性が求められる。このような加圧層１０３の表面を加熱するためには、一層電気ヒーターの温度を高くしなければならない。さらに、ゴム弾性材料に熱伝導性を高める目的に各種添加剤を混入することが考えられるが、その場合、柔軟性が低下する。このようにゴム弾性材料の熱伝導性と柔軟性は相反する。

本発明は、このように容器の形状が加工成型時に変形しやすく、また、開口部の形状が丸味を帯びており、平滑でない容器の開口部を熱封緘するものであって、開口部位に適応した加熱接着面積の得られる熱封緘装置を提供することを技術的課題としている。さらに、劣化が小さく、熱封緘した容器の大量生産を可能とする熱封緘器具を提供することを技術課題としている。

本発明の熱封緘器具（請求項１）は、下面に熱封緘接着剤層を設けてある蓋材を容器の開口部に対して加熱加圧する熱封緘器具であって、加圧手段を有し、熱源を備えていない本体およびその本体に固着され、前記蓋材を直接加圧する表面を備え、柔軟性および弾力性を有する、厚さが２ｍｍ以上のゴム弾性材料製の加圧部からなる加圧器具と、前記加圧器具とは別個の前記加圧部の表面を加熱する熱源とを備えており、前記熱源が、加圧部の表面に接触することにより加圧部の表面を加熱することを特徴としている。
ここで熱封緘接着剤としては、ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの単体あるいは複合体が用いられる。
また前記加圧器具が蓋材を加熱加圧するときは、前記熱源が加圧器具から離れており、前記加圧器具が蓋材から離れた後は、前記熱源が加圧器具の表面と接するように、熱源と加圧器具とが連動しているものが好ましい（請求項２）。
このような熱封緘器具において、前記加圧部の厚さが５〜１０ｍｍであるもの（請求項３）、前記蓋材が、誘導加熱のできない材質から形成されているもの（請求項４）、前記容器の開口部の熱封緘部位が内外に丸味を有している、または、凹凸を有しているものが好ましい（請求項５）。

本発明の容器の口部密封用の熱封緘器具（請求項１）は、蓋材を加熱加圧する加圧部の加熱が、加圧部の表面を加熱するだけでよいため、その加圧部を加熱する熱源の温度を抑えることができる。そのため、加圧部の表面の劣化が少なく長寿命である。また、その加圧部の表面のみを加熱するため、熱伝導性の低いものであっても厚く設けることができる。さらに、加圧部を厚く設ける場合、保温効果が得られ好ましい。特に、開口部の形状が深い丸味を持った容器を封緘する場合、加圧部がその開口部を覆うように変形し、加圧部の表面と開口部の封緘部位との間の接着面積を大きくすることができ、好ましい。このように構成されているため、この熱封緘器具は、封緘する容器の開口部の形状やその平滑性に関わらず、蓋材によって容器を熱封緘した包装製品の大量生産を可能にする。

このような熱封緘器具において、前記熱源が、加圧器具が蓋材を加熱加圧するときは、加圧器具から離れ、蓋材から離れたときは加圧器具の表面と接し、連動して加熱する場合は、容器口部の密封が効率よくでき、熱源の無駄を最小限に抑えることができる（請求項２）。
また、前記加圧部の厚さが５〜１０ｍｍである場合、開口部が深い丸味を帯びていたり、複雑な形状を呈したりしていても、蓋材と開口部の封緘部位との接着面積を確保することができる（請求項３）。
さらに、前記蓋材が、誘導加熱のできない材質で形成されている場合でも確実に封緘できる（請求項４）。
また、前記容器の開口部が、丸味を有している、または、凹凸を有している場合であっても、蓋材と容器の開口部との間の接着面積を確保でき、十分な封緘強度を確保することができる（請求項５）。

次に図面を参照しながら本発明の熱封緘器具の実施の形態を説明する。図１は本発明の熱封緘器具の一実施形態を示す断面側面図、図２は本発明の熱封緘器具により封緘される蓋材の一実施形態を示す断面側面図、図３は図１の熱封緘器具を用いて、蓋材を容器に対して熱封緘する直前の断面側面図、図４は蓋材が容器に対して熱封緘された直後の断面側面図である。

図１に示す熱封緘器具１０は、上面に柱１１を有する本体１２と、その本体の下面に貼着された柔軟性を有する加圧部１３とを有する加圧器具１５と、その加圧器具を加熱する熱源１６とからなっている。そして、この熱源１６を加圧部１３の下部表面１３ａに接触させることにより、熱封緘器具１０として必要な熱を加圧部１３の下部表面１３ａに付与する。

この加圧器具１５は、柱１１を介してプレス機等の加圧手段と連続している。加圧部１３として、柔軟性の高いＪＩＳ硬度が３０〜６０であり、耐圧縮性で永久ひずみの少ないものが好ましい。このような加圧部１３の材料として、合成ゴム等のゴム弾性材料が好ましい。特に、熱保温作用が高く、耐熱性が蓋材に用いられる熱封緘接着剤の溶融温度より高いシリコーンゴム、フッ素ゴム等が好ましい。これにより熱源１６から付与された熱を効率よく利用することができる。また、このように一般的に熱伝導性の低いゴム弾性材料に必要以上の熱を付与することなく熱封緘を実施することができるため、ゴム弾性材料自身の劣化を防ぎ、安定した熱封緘を行うことができる。また、加圧部１３の厚さは５〜１０ｍｍであるものが好ましい。これにより、開口部の形状が深い丸味を持った容器を封緘しても、加圧部１３がその開口部を覆うように変形し、加圧部の下部表面１３ａと開口部の封緘部位との間の接着面積が大きくなり、さらに封緘強度を高めることができる。また、封緘時に容器開口封緘部に位置する部位から離れた加圧部の下部表面１３ａの中央部に空気流出孔２７が設けてあるものが好ましい。この空気流出孔２７は、その径が３〜５ｍｍであり、下部表面１３ａから加圧部１３、本体１２を通過し、外部に通じる通路２８に連通している。これにより、封緘時に容器開口部上面に配置される封緘蓋材表面２０ａと加圧部１３との間にできる空気層を無くすことができる。

熱源１６は、電気ヒーター１６ａを有する加熱プレートである。しかし、熱を発生するものであれば加熱プレートに限定されない。この熱源を後述する蓋材の接着層２２の熱封緘接着剤の溶融開始温度より４０〜６０℃とわずかに高い温度に保ち、前記下部表面１３ａに１〜２秒間以上接触させて、加熱する。
また、図２に示す蓋材２０は、プラスチックフィルムからなる基材２１と、その下面に塗布された熱封緘接着剤層２２とからなる。この熱封緘接着剤層２２としては、熱封緘接着剤が好ましく、ホットメルトタイプの接着剤、特にビニル系およびポリエチレン系等の熱可塑性樹脂等が好ましい。また、基材２１はプラスチック材に限らず、アルミニウム箔等の金属箔または紙質材の単体であってもよく、それらの複合積層にしたものであっても良い。

この蓋材２０は次のように熱封緘器具１０によって容器に封緘される。図３に示すように開口部２６が丸味を有する容器２５の上に蓋材２０を配置する。その後、加熱した加圧器具１５でその蓋材２０の上面から加圧する。これにより、加圧部の下部表面１３ａの熱が蓋材２０に塗布された接着剤層２２に伝わり、接着剤層２２が溶融し、容器開口部２６に対して熱融着する（図４参照）。このとき加圧器具１５の下部表面１３ａの温度は熱封緘接着剤の溶融温度よりわずかに高いものが好ましく、溶融温度より４０〜６０℃高い温度であるものが好ましい。また、その圧力は２〜５ｋｇ／ｃｍ²であり、約３ｋｇ／ｃｍ²が好ましい。また、その加圧時間は０．５〜２秒であり、約１秒が好ましい。
また、熱源１６と加圧器具１５とは、加圧器具１５が蓋材２０を加熱加圧するときは、熱源１６は加圧器具１５から離れ、加圧器具１５が蓋材２０から離れたときは、熱源１６は加圧器具１５の下部表面１３ａと接するように、連動しているものが好ましい。

本発明の熱封緘器具の一実施形態を示す断面側面図である。本発明の熱封緘器具により封緘される蓋材の一実施形態を示す断面側面図である。図１の熱封緘器具を用いて、蓋材を容器に対して熱封緘する直前の断面側面図である。蓋材が容器に対して熱封緘された直後の断面側面図である。従来の熱封緘器具を示す断面側面図である。

符号の説明

１０熱封緘器具
１１柱
１２本体
１３加圧部
１３ａ下部表面
１５加圧器具
１６熱源
２０蓋材
２０ａ蓋材表面
２１基材
２２接着層
２５容器
２６開口部
２７空気流出孔
２８通路

Claims

下面に熱封緘接着剤層を設けてある蓋材を容器の開口部に対して加熱加圧する熱封緘器具であって、
加圧手段を有し、熱源を備えていない本体およびその本体に固着され、前記蓋材を直接加圧する表面を備え、柔軟性および弾力性を有する、厚さが２ｍｍ以上のゴム弾性材料製の加圧部からなる加圧器具と、
前記加圧器具とは別個の前記加圧部の表面を加熱する熱源とを備えており、
前記熱源が、加圧部の表面に接触することにより加圧部の表面を加熱する、容器の開口部密封用の熱封緘器具。
前記加圧器具が蓋材を加熱加圧するときは、前記熱源が加圧器具から離れており、前記加圧器具が蓋材から離れた後は、前記熱源が加圧器具の表面と接するように、熱源と加圧器具とが連動している請求項１記載の熱封緘器具。
前記加圧部の厚さが５〜１０ｍｍである請求項１または２記載の熱封緘器具。
前記蓋材が、誘導加熱のできない材質から形成されている請求項１、２または３記載の熱封緘器具。
前記容器の開口部の熱封緘部位が内外に丸味を有している、または、凹凸を有している請求項１、２、３または４記載の熱封緘器具。