JP6068140B2 - ストリップ重ね合わせ接合技術 - Google Patents

Description

本発明は、包装容器において使用されるシール用ストリップを重ね合わせ接合方法に関する。本発明はまた、当該方法に従って重ね合わせて接合されるシール用ストリップにも関する。

ミルク及びジュースのような液体食品用の包装容器は、最新の回転充填マシーンを採用して製造される。該回転充填マシーンは、ウエブか又はパッケージ用積層体からなる予め製造されたシートによって、パッケージを形成し、充填し、シールする。

ミルク、ジュース、及びその他の液体食品用の一般的な包装容器の例としては、テトラブリック（Tetra Brik）、テトラレックス（Tetra Rex）、及びテトラトップ（Tetra Top）（これらはすべて登録商標である）がある。

例えば、パッケージ材のウエブによって、テトラブリック型の平行六面体の包装容器が作られるが、この場合、相互に折り曲げられるウエブは、最初に、該ウエブの対向する両方の長手方向端縁が相互に合うように折り曲げられ、熱シールされ、相互に永久的に一体化されて液密の重ねられた接合部とされることによってチューブにされる。該チューブには、関連する内容物例えばミルクが充填され、これと同時に、該チューブは、平らに押圧する動作が繰り返され、チューブ内の内容物の液面より下でチューブの長手方向を横切る横断シール領域においてチューブをシールすることによって、連続した充填されたクッション形状のパッケージユニットに分割される。パッケージユニットは、横断シール領域を切断することによって相互に分離され、内側に折り曲げられ且つ二重壁の三角形の垂れ縁の各々を、各々の隣接する平らなパッケージ壁又はパネルに対して固定することによって、所望の幾何学的形状通常は平行六面体を付与される。仕上げられた包装容器は、その後、更に搬送され処理されるべく充填マシーンから排出される。

四面体の包装容器においては、チューブの横断シールは、実質的にチューブの長手方向に対して直角に且つ互に直角な２つの面内で相対的に空間を隔てた関係で互い違いになされる。

上記したタイプの一般的な包装容器は、堅牢であるが折り曲げ可能な紙又は板紙からなるコア層又はバルク層と熱可塑性樹脂好ましくはポリエチレンからなる外側の液密コーティングとからなる積層パッケージ材によって製造される。特に、酸素ガスに対して感応性の食品、例えばジュース、ワイン、及び食用油の場合には、パッケージ材は更に、酸素に対する不可欠な気密性が確保される少なくとも１つの付加的な層を含んでいる。

上記したタイプの包装容器の両方においては、チューブ上に形成されている長手方向の重なり結合部は、パッケージ材の内側長手方向端縁の切断面はパッケージの内容物に曝されることを必然的に伴い、このことは、パッケージ材が例えば紙又は板紙のような繊維材料を含んでいる場合に内容物が容易にパッケージ材内に吸収されることを意味する。もう一つ別の問題点は、パッケージの内容物がパッケージ材内に存在し得る金属層と接触する状態となることである。

切断端縁とパッケージの内容物との直接的な接触を避けるために、充填マシーン内で、シールストリップが、長手方向端縁から突出している自由なストリップ端縁を有するようにパッケージ材ウエブの一方の長手方向端縁に沿って適用され且つ固定される。該ストリップが設けられている平らなパッケージ材は、次いで、再加工されてチューブにされ、該チューブにおいては、上記したように、ウエブの両方の長手方向端縁が相対的に近づく方向に折り曲げられ且つ相互に永久的に一体化されて重ね合わせシール又は結合部とされる。充填マシーンにおけるチューブ形成動作中に、この突出しているストリップの自由端縁は、第二の長手方向のウエブ端縁の内側への重ね合わせ部に対して平らに当接するように折り曲げられ且つチューブ内部に面している第一の長手方向のウエブ端縁の切断端縁が完全に覆われ且つ液体の浸入（端縁からの吸い取り）に対して保護される形態で熱シールによって密封固定される。

液体の浸入に対する保護を提供するためには、シールストリップはパッケージ材の対向シール面に対して熱シール可能でなければならず、付加的な要件は、熱シールが現在の最新充填マシーンが作動する極めて高速の生産速度においてさえ効率良く且つ適切な方法で行なうことが出来なければならないことである。シールストリップは、一般的には、積層され且つ多くの異なる材料によって作られる。

紙又は板紙の層とポリエチレン好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる外側液密コーティングとを含んでいるパッケージ材からなる市販の包装容器において採用されている一つの従来技術によるシールストリップは、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)からなる基層と、ポリエチレン例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなる外側の熱シール可能なプラスチックコーティングとを備えている。

上記したタイプの市販のパッケージ材用の別の従来技術によるシールストリップは、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)からなる基層と、メタロセンポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）からなる外側の熱シール可能なプラスチックコ−ティングとを備えており、該メタロセンポリエチレンは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と比較すると、ＬＤＰＥよりも広くて有利なシール用の窓を露呈し、ＬＤＰＥの対応温度限界未満の比較的低い温度限界を有している。

更に別の従来技術によるシールストリップは、その一方面にポリエチレンからなる第一のシ−ル層を備え且つ他方の面にポリエチレンからなる第二のシ−ル層を備えているガスバリア特性を有している重合体からなる基層を備えている。該第一のシール層と第二のシール層とは、メタロセンポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、及び／又は密度増大ポリエチレン構成成分の混合物からなる外側層と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び／又は密度増大ポリエチレン構成成分の混合物からなる内側層と、からなる二層構造を呈する。

シールストリップの製造においては、ストリップが破れることがときどき起る。このことが起こる場合には、ストリップの端部が重ね合わせて接合されて比較的長いシールストリップを廃棄させないようにされることが多い。形成されるシールストリップの全長を増すために、幾つかの破れていないシールストリップを重ね合わせて接合することも可能である。今日における一般的な重ね合わせ接合方法は、平面で見て横断方向すなわちシールストリップの長手方向に対して９０°にストリップの自由端を切断する方法である。次いで、シールストリップの自由端が約７〜１０ｍｍの重なり量で互いに重ね合わせられる。次いで、これらの端部が加熱（溶着）されて端部同士が融合せしめられる。オペレータの技能に応じて発生する一つの問題点は、重なり部分が長くなりすぎること及び加熱が重ね合わせ接合領域の重なり部分の全長に広がらないことである。加熱が重なり部分全体に広がらない場合には、重ね合わせ接合されるストリップ部分の端部同士がシールストリップに融合されず、重ね合わせ接合が崩壊する潜在的な虞がある。重ね合わせ領域においては、シールストリップは二つの厚みを有して高い剛性を付与する。この高い剛性は、シールストリップが滑らかに曲がらない点で、包装容器の形成においてマイナスの影響を及ぼす。重なり領域がパッケージ材ウエブの折り目線に配置されている場合にも問題がある。

本発明は、シールストリップを重ね合わせて接合させる方法に関する。本発明はまた、本発明の方法に従って重ね合わせ接合されるシールストリップに関するものでもある。

一つの目的は、ストリップの重ね合わせ接合の耐漏れ性を改良することである。別の目的は、重ね合わせ接合が充填マシーン内での性能を妨害すべきではないという点である。ストリップのシールは、折り目線上に配置されている場合にさえ行なわれなければならない。

本発明により、シールストリップを重ね合わせ接合する方法が達成される。この方法においては、シールストリップの端部が斜めに切断され、一つの実施例においては、自由端の各々が平面で見て４５°の角度を形成している。これらの端部は、次いで、３ｍｍの領域で小さな重なりによって接合される。次いで、シールストリップの重なり部分に一方の面から熱がかけられる。

従来技術による重ね合わせ接合においては、シールストリップは、重なり領域全体に二重の厚みを有している。本発明による重ね合わせ接合においては、二重の厚みは斜めの重ね合わせ接合に沿った小さな帯内に存在するだけである。斜めの重ね合わせ接合と比較的短い重なり部分のおかげで、本発明の重ね合わせ接合は、従来技術による重ね合わせ接合よりも滑らかである。例えば、滑らかな重なりによって、ストリップを横切る溝による漏れが起こる虞が低減される。本発明による新規な重ね合わせ接合方法においては、以前に使用されていた方法と比べて漏れの虞が９０％低減されることが、試験によって示されている。

シールストリップの製造においては、比較的幅の広いシールストリップを多数の幅の狭いシールストリップに切断するのが一般的なやり方である。一つの実施例においては、一つのシールストリップは、互いに平行に進められる２１個のシールストリップに切断される。本発明は、シールストリップの幅に関係なく使用することができる。一つの一般的な方法においては、比較的幅の狭い多数の平行なシールストリップを重ね合わせ接合させることも可能である。

本発明の更に別の目的及び利点は、好ましい実施例の以下の詳細な説明を読むことによって、当業者に明らかとなるであろう。

以下、本発明を、添付図面を参考にして一つの実施例によって更に詳細に説明する。
図１は、従来技術によるシールストリップを示している平面図である。 図２は、本発明に従って重ね合わせて接合される２つのシールストリップの平面図である。 図３は、図２の２つのシールストリップによって作られた重ね合わせ接合の平面図である。 図４は、シールストリップが設けられているパッケージ用ウエブの一部分の平面図である。 図５は、シールストリップが設けられ且つチューブに再形成するプロセス中におけるパッケージ材ウエブの部分透視概略図である。

図１に示されている従来技術による重ね合わせ接合においては、第一のシールストリップ１と第二のシールストリップ２とは、各々、横断方向すなわち各々のシールストリップ１，２の長手方向に対して９０°で切断されている。従って、各シールストリップ１、２は直線状の横断方向の端縁３，４を有している。シールストリップ、２の端部領域は、次いで、約７〜１０ｍｍの重なり面積で互いに重ねられ、最終的に、２つの面から加熱することによって相互に溶着される。重なり領域は図１において線３と４との間に示されている。

図２には、第一のシールストリップ５と第二のシールストリップとが示されている。各シールストリップ５，６は斜めの端部７，８を備えている。図示されている実施例においては、斜めの端部７，８は、各々のシールストリップ５，６の長手方向に対して約４５°の角度ａで切断されている。本発明は約４５°の角度の斜め端部によって良好に機能するけれども、当業者は、他の角度の斜め端部によっても機能することがわかる。角度ａが小さければ小さいほど、斜め端部は長くなる。斜め端部は適切な方法で処理することが難しい。実際には、該斜めの端部の角度が約２５°〜５５°の区間にある場合に結果は良好であり、該斜めの端部は処理し易い。しかしながら、理論的には、角度ａが小さければ小さいほど重ね合わせ接合は益々良好になる。

本発明に従って、第一のシールストリップ５の一端が第二のシールストリップ６の一端に重ね合わせて接合される。重ね合わせ接合を形成する際の第一のステップは、平面図でわかるように、シールストリップ５，６の端部を、各々の斜めの端縁７，８が約４５°の角度を形成するように切断することである。次いで、シールストリップ５，６の端部同士が、一端を他端に重ねた状態で結合される。シールストリップ５，６は、シールストリップの長手方向において見て約３ｍｍの長さの斜めの重なり領域を形成するように配置されている。当業者は、該斜めの重なり領域の長さは変えることができるが、比較的短く保たれるべきであり、２〜４ｍｍの区間内にあるのが好ましいことがわかる。次いで、重ね合わせ接合の領域で一方の面に熱がかけられて２つのシールストリップ５、６が相互に融合される。一つの実施例においては、熱は、シールストリップに対向する面にテフロン（登録商標）による加熱バンドを有している標準化されたシール装置によってかけられる。約１２５℃の温度が約２．５秒間かけられる。比較的長い時間に亘って比較的低い温度をかけることによって、以前の方法と比較してより良好な重ね合わせ接合部の加熱が達成される。比較的低いが時間が長い加熱によって、重ね合わせて接合される領域の一方の面のみに熱をかけるだけで十分である。形成される重なり領域は、第一のシールストリップ５と第二のシールストリップ６との斜めの端部７，８間に広がっている。このようにして、該重なり領域は斜めのバンドを形成している。

形成されたシールストリップは、該斜めの重なり領域に二重の厚みを有している。該斜めの領域は比較的薄い斜めのバンドを形成しているので、重ね合わせ接合されたシールストリップは、該シールストリップの長手方向に対して直角すなわち９０°でシールストリップを横切る想像上の横断線においては一部分にのみ二重の厚みを有するだけである。これによって、シールストリップは比較的滑らかに曲がり、重ね合わせ接合されたシールストリップの重なり領域によって生じるトラブルの虞が低減される。

図４は、シールストリップ９が取り付けられているパッケージ材ウエブ１０の一例を示している。シールストリップ９は、パッケージ材ウエブ１０の第一の端縁１１においてパッケージ材ウエブ１０に部分的に取り付けられており、パッケージ材ウエブ１０の第一の端縁１１は図４において点線で示されている。従って、シールストリップ９は、パッケージ材ウエブ１０上の短い距離に亘って広がっており且つパッケージ材ウエブ１０の第一の端縁１１と平行で且つ該第一の端縁の外側に自由な部分を有している。パッケージ材ウエブ１０の第一の端縁１１と反対側の第二の端縁１２もまた図４に示されている。

図５は、パッケージ材ウエブ１０が充填マシーン内でチューブに再形成される段階を概略的に示している。上に示したように、シールストリップ９は、該シールストリップの自由部分が第一の長手方向端縁１１から突出している状態で、パッケージ材ウエブ１０の第一の長手端縁１１に適用され且つシールされる。パッケージ材ウエブ１０はチューブに成形されるときに、シールストリップ９の自由部分はパッケージ材ウエブ１０の第二の端縁１２を収容する。シールストリップ９は、重なっている第二の長手方向のウエブ端縁の内側にシールされて、紙又は板紙の内側に面している液体を吸い取る切断端縁を液体の浸入（端縁での吸い取り）に対して完全に覆い且つ保護している。

以上、本発明を特別な実施例及び用途に関して説明したけれども、本発明は、当然のことながら、これらの例示され且つ説明された実施例に排他的に限定されるものではない。本発明の概念は特許請求の範囲に規定されているので、本発明の概念の範囲から逸脱することなく、多くの改造、改変、及び変更することが可能であることは、本発明を理解した当業者にとって明らかであろう。

Claims (5)

1. 液体食品の包装容器用として使用されるパッケージ材ウエブ（１０）の長手方向端縁（１１，１２）に配置されるシールストリップを重ね合わせ接合する方法であり、
   重ね合わせて接合される２つのシールストリップ（５，６）の端部が、各々、平面図で見て長手方向に対して２５°〜５５°の角度で斜めの端縁（７，８）を形成するように切断され、シールストリップ（５，６）の端部がシールストリップ（５，６）の斜めの端縁（７，８）間に重なりを形成するように相互に重ねて配置され、また前記シールストリップが、前記重なりを一方の側のみから加熱することによって相互に融合され、それにより、前記重なりによって形成されるシールストリップが前記斜めの端縁の間の前記重なりに沿った帯内に二重の厚みを有することを特徴とする方法。
2. 各々のシールストリップ（５，６）の斜めの端縁（７，８）が、平面図で見て約４５°の角度を形成している、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. シールストリップ（５，６）の斜めの端縁（７，８）の重なり領域が、３±１ｍｍの長さの斜めのバンドを形成している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 使用される加熱温度が１２５℃である、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
5. 前記加熱が約２．５秒間適用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。

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