JP6629870B2 - ヒートシール装置 - Google Patents

Description

本発明はヒートシール装置に関する。

特許文献１は、容器のヒートシール装置を開示する。このヒートシール装置は、支持材と、融着体とを備える。支持材はフランジ付容器のフランジ部を下側から支える。融着体は蓋材の周縁部を上面側から押圧し加熱する。この蓋材はフランジ付容器の上面開口に被せられたものである。蓋材の周縁部はフランジ付容器のフランジ部上において加熱される。融着体の環状シール面は、傾斜面に形成されている。この傾斜面は、半径線方向の中心側から外周縁側に向かって上方に傾斜している。

特開２０１２−２５４８２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたヒートシール装置には、蓋材とフランジ部との融着箇所の太さが一様になり難いという問題がある。すなわち、特許文献１に開示されたヒートシール装置によって蓋材とフランジ部とを融着すると、これらの融着箇所のうちある部分は他の部分に比べて太くなったり細くなったりする。

本発明は、このような問題点を解消するものである。その目的は、蓋材とフランジ付容器のフランジ部との融着箇所の太さを一様なものに近づけることにある。

図面を参照し本発明の保護素子を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、ヒートシール装置は、支持材１０と、融着体３０とを備える。支持材１０はフランジ付容器１００を支持する。フランジ付容器１００は物収容部１１０および環状のフランジ部１１２を備える。物収容部１１０は出入口１２０を有する。フランジ部１１２は出入口１２０の縁に設けられる。融着体３０はフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てる。融着体３０はフランジ部１１２に蓋材１０２を融着する。支持材１０は貫通孔形成部２０を有している。貫通孔形成部２０は貫通孔１５０を形成する。貫通孔１５０を物収容部１１０が貫通する。貫通孔形成部２０にはフランジ部１１２が引っ掛かる。融着体３０が、フランジ部１１２の形状が平坦な環状に近づくよう矯正した上でフランジ部１１２に蓋材１０２を融着する。

蓋材１０２とフランジ部１１２との融着箇所の太さが一様になり難いのはフランジ部１１２が平坦でないことに起因する。融着体３０は、フランジ部１１２の形状が平坦な環状に近づくよう矯正した上でフランジ部１１２に蓋材１０２を融着する。これにより、融着箇所の太さが一様になり難い状態が緩和された上で蓋材１０２とフランジ部１１２とが融着される。その結果、蓋材１０２とフランジ付容器１００のフランジ部１１２との融着箇所の太さを一様なものに近づけることができる。

また、上述した融着体３０が、形状矯正部４０と、加熱部４２とを有している。形状矯正部４０は、物収容部１１０の内周面に接触して矯正することによりフランジ部１１２の形状が平坦な環状に近づくようフランジ部１１２の形状を矯正する。加熱部４２は、形状矯正部４０がフランジ部１１２の形状を矯正している間にフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てる。加熱部４２は、蓋材１０２を介してフランジ部１１２を加熱する。

形状矯正部４０が物収容部１１０に接触して矯正することによりフランジ部１１２の形状を矯正すると、そのような矯正がない場合に比べ、フランジ部１１２のうち出入口１２０の形状が平坦な環状に近づく。出入口１２０の形状が平坦な環状に近づいた状態で加熱部４２がフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てると、蓋材１０２とフランジ部１１２との融着箇所の太さを一様なものに近づけることができる。

もしくは、上述した形状矯正部４０が、貫通孔１５０より差し渡しの最小値が小さく貫通孔１５０より差し渡しの最大値が大きく先端に近づくにつれ細くなり一つの円錐の曲面の一部を構成する。この場合、加熱部４２が、次に述べられる要件を満たす。その要件とは、形状矯正部４０から見て支持材１０とは反対側に配置され、形状矯正部４０と連続し、貫通孔１５０より差し渡しの最大値が大きく、かつ、先端に近づくにつれ細くなるという要件である。

形状矯正部４０は先端に近づくにつれ細くなり一つの円錐の曲面の一部を構成する。形状矯正部４０は、貫通孔１５０より差し渡しの最小値が小さい。形状矯正部４０は、貫通孔１５０より差し渡しの最大値が大きい。これにより、形状矯正部４０が物収容部１１０の出入口１２０に挿入されると、出入口１２０の形状が歪んだことに起因してフランジ部１１２が反っていた場合、その反りが解消する結果、フランジ部１１２の形状は平坦な環状に近づく。加熱部４２が形状矯正部４０と連続している。加熱部４２は、形状矯正部４０から見て支持材１０とは反対側に配置される。これにより、フランジ部１１２は形状矯正部４０によって平坦な環状に近づいたあと直ちに蓋材１０２と融着する。その結果、蓋材１０２とフランジ部１１２とを迅速に融着でき、かつ、融着箇所の太さを一様なものに近づけることができる。

本発明によれば、蓋材とフランジ付容器のフランジ部との融着箇所の太さを一様なものに近づけることができる。

本発明のある実施形態にかかるヒートシール装置の概要を示す図である。 本発明のある実施形態にかかる融着体の断面図である。 フランジ付容器の出入口の歪みを示す概念図である。 本発明のある実施形態にかかるヒートシール方法を実施中のヒートシール装置とフランジ付容器とを示す図である。 本発明のある実施形態にかかるヒートシールが行われる直前の状態のある要部の断面図である。 本発明のある実施形態にかかるヒートシールが行われる直前の状態の他の要部の断面図である。 本発明のある実施形態にかかるヒートシールが行われた直後の状態の要部の断面図である。 フランジ部へ従来の融着体で蓋材を融着したときのその蓋材とそのフランジ部との融着箇所の太さを示す概念図である。 本発明のある実施形態において端部が折り曲げられているフランジ部に対してヒートシールが行われる直前の要部の断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

〈ヒートシール装置の主な構成の説明〉
図１には、本実施形態にかかるヒートシール装置の概要が示される。本実施形態にかかるヒートシール装置は、支持材１０と、密封部１２と、図示されない容器供給部と、図示されない蓋供給部と、図示されない搬送部とを備える。

支持材１０はフランジ付容器１００を支持する。このフランジ付容器１００は、即席麺を入れるために用いられる周知のものである。本実施形態の場合、このフランジ付容器１００はポリプロビレン製である。このフランジ付容器１００は物収容部１１０および環状のフランジ部１１２を備える。物収容部１１０は出入口１２０を有する。フランジ部１１２は出入口１２０の縁に設けられる。

本実施形態の場合、支持材１０は貫通孔形成部２０と図示されない連結部とを有する。貫通孔形成部２０は貫通孔１５０を形成する。貫通孔１５０を物収容部１１０が貫通する。貫通孔１５０の縁１５２にフランジ部１１２が引っ掛かる。連結部は貫通孔形成部２０を搬送部に連結する。その結果、貫通孔形成部２０が搬送部によって搬送されることとなる。連結部の構造は周知のものと同一なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

密封部１２は、フランジ付容器１００を蓋材１０２によって密封する。本実施形態の場合、密封部１２は、融着体３０と、ヒータ３２と、シリンダ３４とを有する。融着体３０は、フランジ部１１２特に出入口１２０の縁部分の形状が平坦な環状に近づくよう矯正した上でフランジ部１１２に蓋材１０２を融着する。ヒータ３２は融着体３０に熱を供給する。シリンダ３４は融着体３０とヒータ３２とを昇降させる。

容器供給部は、フランジ付容器１００の物収容部１１０に支持材１０の貫通孔１５０を貫通させる。容器供給部の構造は周知のものと同一なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

蓋供給部は、フランジ付容器１００に蓋材１０２を載せる。本実施形態の場合、蓋材１０２はその表面にシーラント層１３２が形成されたものである。本実施形態の場合、シーラント層１３２の素材はポリエチレンとポリプロピレンとの混合物である。シーラント層１３２は、加熱されることにより融ける。融けたシーラント層１３２によって蓋材１０２とフランジ付容器１００のフランジ部１１２とが融着される。蓋供給部の構造は周知のものと同一なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

搬送部は、蓋供給部の下から密封部１２の下へ向かって支持材１０を搬送する。搬送部の構造は周知のものと同一なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

図２は、本実施形態にかかる融着体３０の断面図である。本実施形態にかかる融着体３０は、形状矯正部４０と、加熱部４２とを有している。

形状矯正部４０は、フランジ部１１２特に出入口１２０の縁部分の形状が平坦な環状に近づくよう出入口１２０の形状およびフランジ部１１２の形状を矯正する。加熱部４２は、形状矯正部４０が出入口１２０の形状およびフランジ部１１２の形状を矯正している間にフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てる。加熱部４２は、蓋材１０２を介してフランジ部１１２を加熱する。

図３はフランジ付容器１００の出入口１２０の歪みの一例を示す概念図である。フランジ付容器１００の形状はしばしば歪む。歪む原因には様々なものがある。例えば、フランジ付容器１００内に図示されない麺が収容されることがその原因の一つである。そのような歪の一種として、フランジ付容器１００の出入口１２０が楕円状に歪むことがある。この場合、本来は図３において二点鎖線で示されているようにフランジ部１１２が平坦であるはずのところ、図３に実線で示されているようにフランジ部１１２が平坦でなくなることがある。真円に近づくよう出入口１２０の歪みを矯正すると、フランジ部１１２の歪みも矯正されることがある。出入口１２０の歪みがフランジ部１１２の歪みに影響を及ぼしていた場合である。本実施形態の場合、形状矯正部４０は、出入口１２０の縁に接触することで、出入口１２０の縁を真円に近づくよう矯正する。この矯正に伴い、出入口１２０の歪みがフランジ部１１２の歪みに影響を及ぼしていたならば、フランジ部１１２のうち出入口１２０の縁部分は、平坦な環状に近づく。

図２から明らかなように、本実施形態の場合、形状矯正部４０は先端に近づくにつれ細くなる。したがって、形状矯正部４０のうち先端部分の直径が最も小さくなる。その直径は、貫通孔１５０の直径より小さい。形状矯正部４０のうち加熱部４２に連なる箇所の直径が最も大きくなる。その直径は、貫通孔１５０の直径より大きい。加熱部４２も先端に近づくにつれ細くなる。本実施形態の場合、形状矯正部４０と加熱部４２とは、一つの円錐の曲面の一部を構成する。加熱部４２のうち形状矯正部４０との境界部分の直径は、貫通孔１５０の直径より大きい。

〈ヒートシール方法の説明〉
図４には、本実施形態にかかるヒートシール方法を実施中のヒートシール装置とフランジ付容器１００とが示される。図５には、ヒートシールが行われる直前の状態の要部のある断面が示される。図６には、ヒートシールが行われる直前の状態の要部の他の断面が示される。図７には、ヒートシールが行われた直後の状態の要部の断面が示される。図４ないし図７に基づき、本実施形態にかかるヒートシール方法が説明される。

容器供給部が、支持材１０の貫通孔１５０にフランジ付容器１００の物収容部１１０を貫通させる。物収容部１１０が貫通した支持材１０は、搬送部によって蓋供給部に向かって移動する。蓋供給部は、支持材１０と共に移動中の物収容部１１０の上に蓋材１０２を載せる。蓋材１０２が載せられた物収容部１１０は、搬送部によって支持材１０と共に密封部１２へ向かって移動する。支持材１０および蓋材１０２が密封部１２の真下に到着すると、融着体３０がフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てる。

上述されているように、フランジ付容器１００の形状はしばしば歪む。その形状が歪んだ場合、図５および図６に示されているように、フランジ付容器１００のフランジ部１１２は貫通孔１５０の縁１５２に密着しない。この場合、形状矯正部４０が出入口１２０の形状およびフランジ部１１２の形状を矯正する前は、図５に示されるように、フランジ部１１２のうちある領域はその付け根（出入口１２０の傍）が貫通孔１５０の縁１５２から離れる。図６に示されるように、フランジ部１１２のうち他の領域はその外縁が貫通孔１５０の縁１５２から離れる。融着体３０がフランジ部１１２に蓋材１０２を押し当てる際、形状矯正部４０は蓋材１０２を介して出入口１２０の縁部分を押し広げる。これにより、出入口１２０の縁部分の歪が矯正される。歪が矯正された結果、図７に示されるように、フランジ部１１２は貫通孔１５０の縁１５２に密着する。

出入口１２０の縁部分が形状矯正部４０によって押し広げられた状態のまま、加熱部４２が蓋材１０２を加熱する。加熱された蓋材１０２のシーラント層１３２が融ける。融けたシーラント層１３２が蓋材１０２に付着する。その付着の後、融着体３０は蓋材１０２から離れる。融着体３０が離れたシーラント層１３２は自然に冷却される。その冷却の結果、融けたシーラント層１３２の表面は固化する。その結果、蓋材１０２はフランジ部１１２に融着する。

〈効果の説明〉
フランジ付容器１００はしばしばわずかに歪む。例えば、本来真円であるはずの出入口１２０が楕円状に歪む。これに伴い、本来平坦な環状であるはずのフランジ部１１２は、わずかに反る。そのように反ったフランジ部１１２へ蓋材１０２が載り従来の平坦な融着体によって融着されると、フランジ部１１２の一部領域では蓋材１０２との間にわずかな隙間ができる。このような隙間はその融着体を強く押し付けることによって概ね解消される。しかしながら、その融着体を強く押し付けたとしても、もともと隙間があった領域とそれがなかった領域とではそれらの領域が受ける力が異なる。力が異なるので、シーラント層１３２のうち加熱により融けるものの量も融けたもののうち蓋材１０２に付着するものの量もそれらの領域ごとに異なる。その結果、図８に示されるように、フランジ部１１２へ従来の融着体で蓋材１０２を融着したとき、蓋材１０２とフランジ部１１２との融着箇所１１４の太さが一様とならなくなる。

一方、本実施形態にかかる融着体３０が物収容部１１０の出入口１２０に挿入されると、形状矯正部４０のテーパ部が出入口１２０の縁に押し付けられる。これにより、出入口１２０が楕円状に歪んでいたとしてもその歪が是正される。歪が是正されるとフランジ部１１２のうち出入口１２０の縁の周りにあたる部分の形状は平坦な環状に近づく。その状態のまま加熱部４２は蓋材１０２とフランジ部１１２とが融着させる。その結果、蓋材１０２とフランジ部１１２とを迅速に融着でき、かつ、蓋材１０２とフランジ部１１２との融着箇所１１４の太さを一様なものに近づけることができる。

このような効果は、フランジ部の断面形状が矩形でない場合に特に顕著になる。図９には、端部が折り曲げられているフランジ部１６２に対してヒートシールが行われる直前の要部の断面が示される。この場合、従来の平坦な融着体によって蓋材１０２がフランジ部１６２に融着されると、その融着体を強く押し付けたとしても、フランジ部１６２の歪みはある程度残る。折り曲げられた端部がその融着体を支えることによってフランジ部１６２のその他の部分の矯正が妨げられるためである。本実施形態にかかる融着体３０によれば、フランジ部１６２の歪が解消される上、貫通孔１５０の縁１５２に支えられたフランジ部１６２が融着体３０の表面に沿って窄まりやすくなる。フランジ部１６２が融着体３０の表面に沿って窄まりやすくなるのは、フランジ部１６２のうちその端部より内側の部分が貫通孔１５０の縁１５２から離れて宙に浮くためである。フランジ部１６２のうちその端部より内側の部分が貫通孔１５０の縁１５２から離れて宙に浮くのは、フランジ部１６２のうち折り曲げられた端部が貫通孔１５０の縁１５２に支えられるためである。フランジ部１６２が窄まりやすくなるため、本実施形態にかかる融着体３０によれば、フランジ部１６２に対してヒートシールを行うとき、蓋材１０２とフランジ部との融着箇所１１４の太さを一様なものに近づけることができる。

〈変形例の説明〉
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよい。

例えば、形状矯正部４０と加熱部４２とは一体でなくてもよい。形状矯正部は物収容部１１０の内周面に接触することでフランジ部１１２が平坦な環状に近づくよう矯正するものであってもよい。

本発明においては、フランジ付容器１００の素材は特に限定されない。例えば、フランジ付容器１００はポリプロピレン以外の合成樹脂製であってもよい。フランジ付容器１００の素材は例えば紙といった合成樹脂以外の素材であってもよい。フランジ付容器１００の素材が合成樹脂以外の素材である場合、蓋材１０２との融着を容易にするため、フランジ付容器１００のフランジ部１１２の表面に合成樹脂の層を設けておくことが望ましい。

１０…支持材
１２…密封部
２０…貫通孔形成部
３０…融着体
３２…ヒータ
３４…シリンダ
４０…形状矯正部
４２…加熱部
１００…フランジ付容器
１０２…蓋材
１１０…物収容部
１１２，１６２…フランジ部
１１４…融着箇所
１２０…出入口
１３２…シーラント層
１５０…貫通孔
１５２…縁

Claims (1)

1. 出入口を有する物収容部および前記出入口の縁に設けられる環状のフランジを備えるフランジ付容器を支持する支持材と、
   前記フランジに蓋材を押し当て、かつ、前記フランジに前記蓋材を融着する融着体とを備え、
   前記支持材が、前記物収容部が貫通する貫通孔を形成し前記フランジが引っ掛かる貫通孔形成部を有しているヒートシール装置であって、
   前記融着体が、前記フランジの形状が平坦な環状に近づくよう矯正した上で前記フランジに前記蓋材を融着し、
   前記融着体が、
   前記物収容部の内周面に接触して矯正することにより前記フランジの形状が平坦な環状に近づくよう前記フランジの形状を矯正する形状矯正部と、
   前記形状矯正部が前記フランジの形状を矯正している間に前記フランジに前記蓋材を押し当て、かつ、前記蓋材を介して前記フランジを加熱する加熱部とを有しているおり、
   前記形状矯正部が、前記貫通孔より差し渡しの最小値が小さく、前記貫通孔より差し渡しの最大値が大きく、先端に近づくにつれ細く、かつ、一つの円錐の曲面の一部を構成し、
   前記加熱部が、前記形状矯正部から見て前記支持材とは反対側に配置され、前記形状矯正部と連続し、前記貫通孔より差し渡しの最大値が大きく、かつ、先端に近づくにつれ細くなることを特徴とするヒートシール装置。

Images