JP6367816B2 - 圧力パッド及び当該圧力パッドを有するヒートシール装置 - Google Patents

Description

本願発明は、注入可能な食料製品で満たされたシート状の包装材料のチューブを熱融着させるためのヒートシール装置における圧力パッド、及び、そのような圧力パッドを有するヒートシール装置に関する。

より具体的には、本願発明は、包装材料のチューブから注入可能な食料製品の密封包装を連続的に生み出すための包装機械内に組み込まれることができるヒートシール装置の圧力パッド、及び、そのような圧力パッドを有するヒートシール装置に関する。

例えば、フルーツジュース、低温殺菌された又は超高温処理されたミルク、ワイン、トマトソースなどの多くの注入可能な食料製品は、滅菌された包装材料から製造されたパッケージで販売される。

そのようなパッケージの代表的な例は、テトラブリック（登録商標）アセプティックとして知られている、液体又は注入可能な食料製品のための平行６面体状のパッケージである。この平行６面体状のパッケージは、積層された包装材料のウェブを折り畳み、且つ密封することによって形成される。包装材料は、ポリエチレンなどの熱融着されたプラスチック材料でその両面が覆われた、紙などの繊維材料の層を備える複数層構造を有する。

超高温処理されたミルクなどの長期保存製品ための無菌のパッケージの場合に、包装材料は、例えばアルミニウムシートなどの酸素バリア材料の層を備えており、この酸素バリア層は、熱融着プラスチック材料の層に重ね合わされ、次いで、熱融着プラスチック材料の他の層で覆われ、その他の層が食料製品と接触するパッケージの内面を最終的に形成する。

周知であるように、そのようなパッケージは、全自動の包装機械で製造される。そのような包装機械では、連続的なチューブはウェブ供給された包装材料から形成される。包装材料のウェブは、例えば過酸化水素水などの化学殺菌物質を塗布することによって包装機械自身で殺菌される。殺菌後、化学殺菌物質は、包装材料の表面から除去される、例えば加熱によって蒸発される。そのように殺菌された包装材料のウェブは、閉鎖された殺菌環境で維持され、折りたたまれ、チューブを形成するために長手方向に密封される。

チューブは、第１の垂直方向において連続的に供給され、殺菌された又は殺菌加工された食料製品で満たされ、把持され、ヒートシール装置の手段によって等しく離隔された断面で熱融着される。

より具体的には、ヒートシール装置は、２つ又はそれ以上の対のジョーを備え、そのようなジョーはチューブに周期的かつ連続的に作用し、個別の横断方向の圧力パッド、すなわち、第１の方向に対して垂直な第２の方向に延在する圧力パッドによって互いに接続されたピロー状のパックの連続的なストリップを形成するためにチューブの包装材料を熱融着する。

ピロー状のパックは、個別の圧力パッドを切断することによって分離され、その結果、完成した平行６面体形状に機械的に折り畳まれる最後の折り畳みステーションに供給される。

各対のジョーの間で把持されたチューブ部分は、ジョーの間で把持された熱融着可能なプラスチック材料の２つの層を局所的に溶かすために、ジョーの１つに設けられた加熱手段によって、熱融着される。

より具体的には、バリア材料の層が導電性材料のシート、例えばアルミニウムのシートによって画定される包装材料は通常、いわゆる誘導熱融着加工によって熱融着される。その場合において、チューブが一対のジョーによって把持された場合に、電流がアルミニウムのシート内に誘導され、それを局所的に加熱し、そのため熱融着可能なプラスチック材料を局所的に溶かす。

より具体的には、誘導熱融着において、加熱手段は実質的に、誘導子を備え、前記誘導子は、２つのジョーのうちの一方に設けられており、このジョーはシールジョーとして周知である。誘導子は、高周波数電流発生装置によって供給され、導電性材料から製造された１つまたは複数の誘導バーによって実質的に画定される。また、この誘導子は、第２の方向に対して平行に延在しており、電流と相互作用し、必要な熱融着温度にそれを加熱するために、チューブ材料に電流を誘導する。

最も一般的に知られている実施形態において、誘導子は、正面向きの２つの直線状の細長い作動面を画定しており、これら２つの作動面は、第１の方向に対して垂直である中間平面の両側で、第２の方向に対して平行に延在している。より具体的には、作動面は、中間平面の両側で、且つ中間平面に対して平行に延在する密封ジョーの各前方接触面において位置しており、包装材料に向けて突出している連続的な又は分割された長手方向の突出部を有する。

反対側のジョーとして知られている他のジョーは、中間平面の両側で、且つ中間平面に対して平行に延在している弾性材料から製造された２つの圧力パッドを有する。これら２つの圧力パッドは、各平坦な前方接触面を有しており、平坦な前方接触面は、密封ジョーの各前方接触面と協働し、それ故に、横断方向の圧力パッドを画定する各密封ラインに沿ってチューブを熱融着するために、誘導子の各作動面と協働する。熱融着動作が完了すると、例えば２つのジョーのうちの一方に設けられた切断部材、通常反対側のジョーに設けられた切断部材は作動され、密封ラインの間の横断方向の圧力パッドの中心線に沿ってチューブを切断するために、包装材料のチューブと相互に作用し、それによって、密封材料のチューブの底端部からピロー状のパックを切断する。底端部が横断方向に密封された後、底部の死点位置に到達すると、ジョーはチューブの上部分との干渉を避けるために開かれることができる。

欧州特許第１，３００，３４０号明細書

良好な質の密封を提供するにもかかわらず、上記の種類の周知のヒートシール装置は、改善の余地を依然として残している。

特に、小さな固体粒子（例えば、トマト製品などの繊維又は種子）を含む注入可能な食料製品を包装する場合に、いくつかの粒子は、密封のための包装材料の２つのシートの接触部分の間に留まる状態になる場合があり、それ故に包装材料の熱融着を局所的に損なう。そのような場合において、圧力パッド内に捕獲された粒子の位置に応じて、チャネルは、密封部分を通じて形成される場合があり、パッケージの殺菌を危うくさせる。

特許文献１において、接触面の一定の比較的小さな半径を有する圧力パッドが示される。このような種類のパッドは、密封領域からいくつかの粒子を移動させる際にうまく作動することが発見された。しかし、それは、包装材料に過度の応力を発生させる場合もある。

それ故に、１５ｍｍ±５ｍｍの曲率半径を有する圧力パッドの接触面を提供することによって、上記の問題のいくつかを少なくとも低減させる圧力パットを提供することが、本願発明の目的である。このことは、密封加工中に包装材料に優しいと同時に、良好な密封品質を提供するために驚くほどに示される。

図面と関連して読み取られる場合に本願発明はより容易に理解される。

本願発明によるヒートシール装置の断面図である。 本願発明の異なる実施形態による圧力パッドの断面図である。 本願発明の異なる実施形態による圧力パッドの断面図である。 本願発明の異なる実施形態による圧力パッドの断面図である。 本願発明の異なる実施形態による圧力パッドの断面図である。 本願発明の位置の実施形態による圧力パッドの斜視図である。

本願発明による圧力パッドは、図１に概略的に見られることができるヒートシール装置１のために意図される。そのようなヒートシール装置は一般的に、個々のバッグ／包装を生み出すために、連続したバッグ／包装の間の包装材料のチューブを密封し、且つ切断するために使用される形成充填密封装置において使用される。ヒートシール装置は、加熱ジョー２と、反対側のジョー３と、を備える。使用時に、それらは、包装材料の２つの側面が密封を形成するために一緒に熱融着されるように接合される。加熱ジョー２及び反対側のジョー３の両方は中間平面Ａに関して対称的とされる。この中間平面Ａは、加熱ジョー２の略密封平面に対して垂直とされ、加熱ジョー２及び反対側のジョー３の中央に配置される。

ヒートシール装置は、ナイフ４をさらに備える。このナイフ４は、反対側のジョー３におけるスロット内に着座しており、中間平面Ａに沿って移動する。反対側のジョーは２つの圧力パッド５又は密封台車を備えており、反対側のジョー３における溝内に取り付けられており、それぞれが反対側のジョー３の中間平面Ａの各側に設けられる。

加熱ジョー２は、２つの平坦な密封面７を有し、当該２つの密封面７のそれぞれには、突起８が設けられる。包装材料の切断中にナイフ４を受容するためのスリット９は、加熱ジョー２内にさらに設けられている。

図２において、圧力パッド５は、断面においてより詳細に示される。圧力パッド５は、反対側のジョー３における溝６内に取り付けられるように意図された第１の部分１０と、使用時に加熱ジョー２に向けて配置された第２の部分２０と、を備える。第２の部分２０は、最大突出ポイント２２を有する外側接触面２１を有する。最大突出ポイント２２は、圧力パッドが図面内に延在するにつれて最大突出ラインを形成する。圧力パッド５はまた、外側接触面２１から離れて面する２つの表面２３、２４を有する。これらの表面２３、２４は、溝６のちょうど外側に、反対側のジョー３の外側表面に当接するために設けられる。それらの表面２３、２４は第１の部分１０から上向きに傾斜されており、密封力の少なくとも一部を吸収するように配置される。

圧力パッド５の第１の部分１０は第１の側面１１を有する。この第１の側面１１は使用時に、反対側のジョー３の中間平面Ａから離れて面している。この第１の側面１１は、第１の部分の底部から見ると、中間平面Ａに向けて傾斜される。第１の部分１０はまた、第２の側面１２を有しており、この第２の側面１２は使用時に、反対側のジョー３の中間平面Ａに向けて面している。第２の側面１２は、反対側のジョー３の中間平面Ａに対して平行である。第１の側面１１及び第２の側面１２は一緒に、楔状の第１の部分１０を形成しており、この楔状の第１の部分１０は使用時に、逆向きに形成された溝６の内部の適所に圧力パッド５を保つ。

図１及び図２に示された実施形態において、外側接触面２１は、約１５ｍｍの一定の曲率半径を有する。このことは、試験において、密封領域から粒子を移動させるのに最適であると同時に、包装材料に優しい半径とされるように示される。さらに、示された実施形態において、最大突出ポイント又はライン２２は、加熱ジョー２の突起８と一致するように配置される。このことは、図２に明確に示されており、図２において加熱ジョー２の突起８が鎖線で示される。このことは、密封領域からいくつかの粒子の良好な移動を提供するように示される。

図３及び図４において、圧力パッド５’、５”の代替的な実施形態は示される。それらの実施形態はまた、外側接触面２１’、２１”の約１５ｍｍの一定の曲率半径と、加熱ジョー（示されていない）の突起と一致するように配置される最大突出ポイント又はライン２２’、２２”と、を有する。

第２の側面１２、１２’、１２”と、中間平面Ａに対して平行である平面Ｂ、Ｂ’、Ｂ”であって、最大突出ポイント又はライン２２、２２’、２２”を通じて延在している平面Ｂ、Ｂ’、Ｂ”との距離が３つの実施形態の間で異なっていることは、理解されることができる。このことは、対応する加熱ジョー２の突起の中央と一致するように配置される最大突出ポイント又はライン２２、２２’、２２”の位置の結果である。加熱ジョー２上の突起８の配置は、すべての加熱ジョーにおいて同一ではなく、異なる圧力パッド５を有することを必要とする。

図１〜図５において、傾斜した第１の側壁１１を有する圧力パッド５は示される。この角度は、反対側のジョー３の溝６の内側での圧力パッド５の確実なロックを提供しており、このことはある程度の高速用途において望まれている。この角度αは約３０度である。

図５において、傾斜した第２の側面１２ｂは鎖線で示される。この傾斜した壁は、溝６の内部での圧力パッド５のさらにいっそうの確実なロックを提供しており、すべての異なる実施形態のために提供されることができる。この角度βは約１０度である。

図６において、外側接触面２１は、本願発明の一の実施形態による圧力パッド５のために示される。図に示すように、外側接触面には、個別の刻み目（indentation）３０が設けられてもよい。この個別の刻み目３０はそれぞれ、略円形状の外周を有する。それらの刻み目は、圧力パッド５と包装材料の外側との間で、密封領域の付近で流体を維持するのに役立つ。このことは、密封動作を改善するために示されるからである。他の種類の刻み目は、密封領域内に流体又は液体を維持することができる又は保持することができる限り、可能である。それらの刻み目３０は、全領域、又は最大突出ライン２２の付近における中央領域のみを覆うことができる。

代替的な実施形態において、外側接触面（２１、２１’、２１”）の曲率半径は、１５ｍｍ±４ｍｍ、１５ｍｍ±３ｍｍ、１５ｍｍ±２ｍｍ、又は１５ｍｍ±１ｍｍである。一定の曲率半径を有する外側接触面（２１、２１’、２１”）が示されているにもかかわらず、全体の外側面が、上記の範囲内にある略平均的な曲率半径を有する限り、当然ながら変化する半径を有することは可能である。

外側接触面（２１、２１’、２１”）は通常、参照符号２１、２１’、２１”で表示される湾曲線の描画（図２〜図５に示される）における突出部である。しかしながら、外側接触面が完全な直線状の突出部からわずかに逸脱し、使用時に、加熱ジョー２（示されていない）のわずかに湾曲した突起８と一致するために、その長手方向においてわずかに湾曲されてもよいことも可能である。しかしながら、本願発明の圧力パッド５は一般的に、比較的弾性材料から製造されており、直線状の圧力パッドでさえ反対側のジョー３の湾曲した溝８内にフィットすることを可能にする。

アーク状の面との用語は、外側接触面を記載するために使用される。それは、加熱ジョー２と接触するように意図された少なくとも部分において、すべての断面において、アーク形状とされるからである。このアーク状の面は実際に、圧力パッド５の上部が円筒状の区画を形成する円筒表面の一部である。

１ ヒートシール装置
２ 加熱ジョー
３ 反対側のジョー
４ ナイフ
５ 圧力パッド
７ 平坦な密封面
８ 突起
９ スリット
１０ 第１の部分
１１ 第１の側面
１２ 第２の側面
２０ 第２の部分
２１ 外側接触面
２２ 最大突出ポイント
２３、２４ 表面

Claims (9)

1. 包装機械におけるヒートシール装置（１）のための圧力パッド（５）であって、
   前記ヒートシール装置は、ヒートシールジョー（２）と反対側のジョー（３）を有し、
   ジョー（２，３）が一緒に押圧される場合に、前記ヒートシールジョー（２）及び前記反対側のジョー（３）は包装材料の２つの表面を一緒に密封するように適合され、
   前記圧力パッドは、
   前記ヒートシール装置の前記反対側のジョー（３）に取り付けられるように適合された第１の部分（１０）と、
   使用時に、前記ヒートシール装置の前記ヒートシールジョー（２）に向けて配置された第２の部分（２０）と、を有し、
   前記第２の部分（２０）の断面は、使用時に前記ヒートシールジョー（２）に面する略一定のアーク状の外側接触面（２１、２１’、２１”）を有し、
   前記圧力パッド（５）は、弾性材料を含み、
   前記アーク状の外側接触面（２１、２１’、２１”）の前記断面は、１５ｍｍ±５ｍｍの曲率半径を有し、
   前記第２の部分（２０）は、前記断面において、前記アーク状の外側接触面（２１、２１’、２１”）の最大突出ポイント又はライン（２２、２２’、２２”）が前記ヒートシールジョー（２）の突起（８）の中心と一致するように構成される、圧力パッド（５）。
2. 前記アーク状の外側接触面（２１、２１’、２１”）には、個別の刻み目（３０）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力パッド（５）。
3. 前記第１の部分（１０）は、前記反対側のジョー（３）の溝（６）内に取り付けられるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力パッド（５）。
4. 前記圧力パッド（５）の前記第１の部分（１０）の第１の側面（１１）は、使用時に前記ヒートシール装置（１）の中間平面（Ａ）から離れて面しており、前記圧力パッドのベースから見ると前記中間平面（Ａ）に向けて傾斜されており、その角度は３０度であることを特徴とする請求項１に記載の圧力パッド（５）。
5. 前記圧力パッド（５）の前記第１の部分（１０）の第２の側面（１２）は、使用時に前記ヒートシール装置（１）の中間平面（Ａ）に向けて面しており、前記ヒートシール装置（１）の前記中間平面（Ａ）に対して平行とされることを特徴とする、請求項１に記載の圧力パッド（５）。
6. 前記圧力パッド（５）の前記第１の部分（１０）の第２の側面（１２）は、使用時に、前記ヒートシール装置（１）の中間平面（Ａ）に向けて面しており、前記圧力パッド（５）のベースから見ると、前記中間平面（Ａ）から離れて傾斜されており、その角度が１０度であることを特徴とする請求項１に記載の圧力パッド（５）。
7. 前記外側接触面（２１）の前記断面は、一定の曲率半径を有することを特徴とする請求項１に記載の圧力パッド（５）。
8. 前記外側接触面（２１）は、１５ｍｍ±４ｍｍ、１５ｍｍ±３ｍｍ、１５ｍｍ±２ｍｍ、又は１５ｍｍ±１ｍｍの曲率半径を有することを特徴とする、請求項１に記載の圧力パッド（５）。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力パッド（５）を有するヒートシール装置（１）。

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