JPH02504502A - フィン形バックシールを形成するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フィン形バックシールを形成するための改良された方法および装置 発明の分野 本発明は、成形・充填・シール機械で使用される可撓性包装材料でフィン形シー ルを設けるための改良された装置および方法に関する。より詳細には、本発明は 、成形・充填・シール装置で加工処理される可撓性包装材料により実質上均一な フィン形バックシールを生成するための装置および手段を提供する。

発明の背景 成形・充填・シール機械は一般的にスナック食品、キャンディ・−等の多くの物 品を可撓性の袋に詰めるのに使用される。

これらの機械は、袋を成形し袋に製品を充填し袋をシールするのに包装材料の連 続ロールを利用する。バックシールとエンドシールの両方に対するシーリング作 用の連続性および完全性は、袋の漏れが製品の新鮮を失うことになる恐れがある ため、スナック食品を包装する上で非常に重要なことである。

この目的のために、高度の一体性をもってバックシールとエンドシールを生成す る装置の開発に多くの努力がささげられてきた。開発されてきたかかるバックシ ールはフィン形シールであって、このフィン形シールでは、包装材料の片縁部の 内側シール可能面は、そのままで成形された袋に向かって一方向後方に一体に折 りたたまれた反対縁部分の内側シール可能面と共に合わせられる。シーリング手 段は、２つの合わせられた縁がフィン形シールを形成するように適用される。

種々の問題がフィン形バンクシール固有のものとしである。

一般にみられる問題は加工処理装置へのシーリング材料の付着である。特に熱で シールされる包装材料では、加工装置への好ましくない付着は、不十分なシール 、包装材料の破れ。

および望ましくない機械の中断時間の原因となり得る０合わせが不十分なエツジ シールは、さらに、しばしば包装の外部と同じ色でない内部シーリング層が見え てしまうことがある。

これは最終製品の全体外観を悪くする。フィン形シールを形成する上での最終的 な関心は、フィンの長手に沿って弓形に不整合となる傾向であって、これは時々 連続シールを形成しないことがある。弓状不整合のこの固有の優先性は、特に、 包装材料がポリプロピレンとポリエチレンの多層のようにすべて重合体材料であ るときに明白である。

ラッカー（Ｒｕｃｋｅｒ）に対する米国特許明細書第３．９３５．０４８号「フ ィン形継目をもつ容器を成形する方法」は、フィン形シールを形成する上で抱え ている問題について述べている。

ラッカー（Ｒｕｃｋｅｒ　）が開示している装置では、包装フィルムの合わせ縁 は、バック支持充填チューブに対して加熱シール材料が引きずられるのを防止す るためる包装材料の合わせ縁と本体との間に延びるバックアッププレート上で引 張られるとともにスライドされる０合わせ縁に係合するトラッキングホイールは 、整合を維持するためにそれらをバックアッププレートに押し付ける。この教示 はエンドシールジョーを用いてフィルムを前進させるフィン形シール固有の幾つ かの問題について述べているが、フィルムがサイドプルベルトにより前進させら れその後シールされる機械では、弓形不整合のようにフィン形シールのもつ問題 が依然残っている。必要とされているものは、可撓性包装材料の均一なフィン形 バックシールを提供する改良された装置である。

本発明の１つの目的は、成形・充填・シール機械と共同して可撓性包装材料の均 一なフィン形バックシールを生成するための装置を提供することである。

本発明の第２の目的は、かかる均一なフィン形シールを得ることのできる方法を 提供することである。

本発明のこれらの他の目的は発明の詳細な説明および添付請求の範囲から明らか になろう。

生班夏翌立 本発明は、充填チューブを利用し、可撓性包装材料の緑を合わせ、包装材料の本 体に寄りかかって一方向に合わせ緑を折りたたみ、包装材料を間欠的に成形およ び充填ステージに通過移動させるタイプの成形・充填・シール機械と共同して可 撓性包装材料の均一なフィン形バックシールを設けるための装置に関し、装置は 、 （ａ）充填チューブに平行に延び、可撓性材料と間に配置されたそれの折りたた み合わせ縁とを有する可動シーリングプラテンと、 （ｂ）プラテンのシーリング面にほぼ平行に配置され、プラテンに枢結されると ともに包装材料の本体とそれの折りたたみ合わせ縁との間に配置された可動タッ カ−プレートと、（Ｃ）シーリング圧力下にないとき、充填チューブおよびシー リングプラテンから一定距離にタッカ−プレートを維持するための手段と、 （ｄ）包装材料の本体を充填チューブとタフカープレートとの間に堅固に保持し 、合わせ縁をタッカ−プレートとシーリングプラテンとの間に圧縮するとともに シールするように間欠的なシーリング圧力を付与するための手段とから成る。

本発明はさらに、 （ａ）可撓性包装材料のウェブを提供し、（ｂ）前記ウェブの同一表面が縁で接 触するように該ウェブの縁を当接接触状態にもたらし、 （ｃ）前記ウェブを少なくとも１つの縁付近で固定し、（ｄ）フィン形バックシ ールを形成するように前記縁に圧力をかけるステップを含む、可撓性包装材料の 均一なフィン形バックシールを提供する方法に関する。

生囲旦毘縦久註凱 本発明によれば、間欠運動の成形・充填・シール包装機械に使用される包装材料 にフィン形バックシールを設けるための装置および方法が提供される。

ここに教示した装置は、ライスコンシン（Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）州。

シェボイガン（Ｓｈｅｂｏｙｇａｎ）所在のヘイセン・マニファクチュアリング ・カンパニー（Ｈａｙｓｓｅｎ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ ）から入手できるヘイセン（ｌａｙｓｓｅｎ）製袋機、およびジョーシア（Ｇｅ ｏｒｇｉａ）州、デカター（［１ｅｃａ　ｔｕｒ）所在のクリクロック・コーポ レーション（Ｋｌｉｋｌｏｋ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のウッドマン°システ ムズ°ディビジョン（Ｗｏｏｄｓ＋ａｎ　５ｙｓｔｅａ＋ｓ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ）から入手できるウッドマン（Ｗｏｏｄｍａｎ）製袋機のように商業的に使用さ れている包装装置の種々のスタイルおよびタイプのものと共に使用するのに通用 できる。

これらの商業的な機械は、垂直状および傾斜状成形・充填機械、逆転往復動シー ル機構を具備して運転する機械およびこれを伴わないで運転する機械、並びにフ ィルム引張りベルトまたはエンドシールフィルム引張りタイプの機械を使用する 機械のように多種多様の運転スタイルおよびモードで使用されている。

かかる包装に使用される材料は典型的に多層フィルムのウェブであり、印刷は外 観および魅力を高めた包装を製作するために層内に埋め込まれる。

包装材料は、紙、セロハン、およびグラシンフィルムのようなセルロースから誘 導された薄いフィルムであるか、あるいはポリプロピレン、ポリエチレン、およ び高密度ポリエチレンのような重合体、並びに上記フィルムの多層化合物として よい。かかる多層包装材料は、約２ミル（０，０５ｍ）から約４ミル（０，１０ ｍ）まで変わる厚さをもつ。

多くのかかる多層フィルムは、バックフィンシールのためにこのフィルムの内層 に熱的に活性化されるシーラントを配置した合成重合体組成物を含む、あるいは 、クリーガー（Ｋｒｅａｇｅｒ）に対する米国特許第４．５５５．２８９号に教 示されているような接着性コーティングストリップを、フィン形シールを得るた めに合わせ冷間シールできるフィルムの縁付近に設けてもよい。

本発明は特に、組織メモリをもちフィルムの折れまたは曲がりを容易に維持しな い合成重合体包装フィルムを使用する場合にみられる不均一な弓形フィン形バッ クシールを少なくするのに十分適する。

本発明の装置は、充填チューブを組込む市販の成形・充填・シール機械と共に使 用するのに適用される。典型的なかかる装置では、包装材料は充填プラテンとシ ールプラテンとの間に押し込められる。連続シールを確保し摩耗を少なくするた めに、充填チューブは一般的にシールプラテンが指し向けられる側に詰められる 。シーリング動作と同調して反復する場合、詰物は脆化したりあるいはそれ以外 に不安定になることがある。

本発明においては、プラテンによるシール対象でそのままで成形された袋の外部 にタフカープレートを使用することにより、前述詰物が必要でな（なる、タッカ −プレートは、それ自体を狭い空間に収容し、歪みを伴うことなく周期的な圧力 および熱に耐えるために薄い高力材料でできている。プレートと移動する包装材 料との間の摩擦を少なくするため、並びに包装材料の接着性の特質によるプレー トへの接着を少なくするために、タフカープレートにコーティングまたは接着テ ープの形態でテトラフルオロエチレンのような低摩擦材料の層を具備させること も望ましい、製作されたタッカ−プレートの一例は、包装フィルムの縁に接触す る表面にテトラフルオロエチレンテープを有する０、０６２ゲージの青研磨した ばね鋼でできたプレートである。

タッカ−プレートはシールプラテンに枢動自在に取付けられる。好ましくは、タ ッカ−プレートは、取外し可能なヒンジによりシールプラテンに取付けられる。

普通モードでシーリング装置を運転することを望む場合、タッカ−プレートを通 路の外側に揺動すなわち分離することが容易にできる。このようにして、装置は 、ここに教示した通りフィン形バックシールを形成するのに使用でき、またタン カープレートなしでラップシールを形成するために運転でき、シールは包装材料 の２つの平坦な重なり縁により形成される。

枢動自在に取付けられたタッカ−プレートとシールプラテンとの間には分離手段 が配設され、該分離手段は、装置が不作動すなわち休止状態にあるとき、タッカ −プレートとプラテンのシーリング面との間に所定距離を維持する。好適実施例 において、分離手段は、かかる分離を維持するためにシールプラテン内に設けた スプリングボールプランジャセットから成る。装置の運転において、分離手段は 、タッカ−プレートとシールプラテンとの間に配置されている包装材料の緑に圧 縮力が付勢されるように、シーリング工程がスレスホルドレベルを超えるときシ ーリング中拘束される。

タッカ−プレートと同様、シールプラテン、特にそれのシーリング面は、テトラ フルオロエチレンのような低摩擦材料で被覆してもよい。シールプラテンは、作 動中シーリング圧力を付勢する空気圧力装置のような加圧手段に取付けられる。

熱シーリングすなわち熱で活性化される接着材の場合、シールプラテンは好まし くは、シーリングに必要な熱的要件を備えるために、少なくとも１つの加熱要素 のような加熱手段を具備する。

休止モードにおいて充填チューブとタフカープレート間およびタッカ−プレート とシールプラテン間の距離は、厚さの変わる包装材料を収容するために調整可能 である。最適の距離、温度、およびシーリング圧力は使用される包装材料に応じ て変わるであろう。

運転に際し、シールプラテンに付勢されるシーリング圧力は、先ずタフカープレ ートを、間に包装材料を拘束する充填チューブに指し向ける０次いで、シーリン グ圧力は分離手段に打ち勝ち、シールプラテンをタッカ−プレートに抗して推し 進め、その間に配置された包装材料の縁を圧縮し密封する。

この方法により、包装材料の横移動がシーリング動作中阻止され、その結果一層 均一なフィン形シールとなる。

以下の図面および実施例は発明要旨の有効性を明らかにする。これらの図面およ び実施例は実施態様を唯一の目的として利用されるものであり、本発明の限定を 意図するものでない。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明を組込んでいる成形・充填機械の一部分の概略図面である。

第２図は、線２〜２に沿った第１図に示す装置の断面図である。

第３Ａ−Ｄ図は、本発明に従ったフィン形シールの段階的な成形を示す第２図に 示した装置の一部分の断面図である。

第４図は、主題発明装置で成形されたシールおよび該装置なしで成形されたシー ルに対するフィルム長さの関数として、ミリメートルで測定したフィンシール偏 着のチャート図であり、さらに以下に提示した実施例と共に説明する。

１つまたはそれ以上の図面に示された同じ特徴部は同じ記号で示されるものであ る。

辺Ｕ慢直肌 第１図は、成形・充填・シール機械で使用される主題装置を描いている。かかる 機械はショルダー２を利用し、該ショルダー２の上を可撓性包装材料のロールす なわちウェブが通過し、それがカラー４内に侵入する際チューブに成形される。

ウェブの対向する緑はショルダー２上に点線で示され３Ａ。

３Ｂで表示しである。かかる装置の作動は周知の技術である。

カラーから、包装材料は充填チューブ５上を通過する。材料３Ａ、３Ｂの縁は一 体に合わせられ、一方向に折りたたまれる。包装材料の折りたたまれた縁と本体 との間に配置されているのは、シーリングプラテン８に枢着されたタフカーブレ トロである。スプリングボールプランジャ手段７は、休止モードにあるとき、シ ールプラテン８から一定距離のところにタッカ−プレート６を維持する。ここに 開示した装置の作動につき、第２，３Ａ−Ｄ図を参照しながら以下説明する。

第２図は第１図の線２〜２に沿ってみた水平断面図である。

この図が示すように、包装材料３は充填チューブ５まわりに配置される。包装材 料３Ａ、３Ｂの緑は、包装材料の同じ面がそれ自体縁で接触するように一体に合 わせられる。次いで、緑は一方向に折りたたまれ、タッカ−プレート６により充 填チューブ５にある包装材料３０本体から分離される。充填チューブ５とタッカ −プレート６５との間の距離は厚さの変わる包装材料を収容するために調整可能 である。タッカ−プレート６はシールプラテン８の一部分に枢着されている０分 離手段は、タッカ−プレート６をプラテンのシーリング面９から一定距離に維持 するために設けられる。この図において、この距離を維持するための分離手段は スプリングボールプランジャ機構から成る。この機構はシーリング工程中無効と される。

第３Ａ−Ｄ図は、同じ順次動作を示し、これによりフィン形シールが本発明に従 って形成される。第３図に示した休止状態において、所定距離が充填チューブ５ とタンカープレート６との間に維持され、並びにタッカ−プレート６とシーリン グプラテン表面９との間の所定距離が分離手段により維持される。包装材料３が プルベルトによるように所定長さ成形・充填機に前進すると、材料の長さ方向へ の移動が停止され、シーリング装置が作動される。長さ方向の移動とシーリング 作動は、包装材料自体に符号化されたマーキングを読むことにより、あるいは当 業者に明らかな他の手段により引出し長さを測定する手段によって制御すること ができる。

シーリング装置は、第３Ｂ、３Ｃ図に示した通り２つの作用を行う。図示しない 手段によりシールプレート８に付勢されたシーリング圧力は先ずタッカ−プレー ト６に伝えられ、該タッカ−プレートは充填チューブ５に向かって進み、第３Ｂ 図に示した通り、充填チューブとタフカープレートとの間の所定場所に包装材料 ３０本体を堅固に保持する。これは、包装材料の縁３Ａの長さに沿って弓状走行 の原因ともなり得る横移動を阻止する。シーリング圧力がタッカ−プレートとシ ールプラテンとの間にある分離手段によって維持された力に打ち勝つと、プラテ ンはタッカ−プレートに向かって前進し、第３図に示す通り、間に配置された包 装材料の縁に対し圧力を付勢する。包装材料の熱活性剤によるシーリングの場合 、シールプラテンが加熱され、シーリングのための熱と圧力の両方を提供する。

シーリング後、シールプラテンとタッカ−プレートは第３Ｄ図に示したそれらの 休止位置に復帰する。タッカ−プレートとシールプラテンとの間にある分離手段 はこれらの２つの特徴部材と包装材料との間の所定距離を再確立し、いまや均一 なフィン形シールの加工処理を行い、さらに加工処理するために前進させること ができる。

皇−施一尿 以下の実施例は、主題発明をさらに例示するために設けられている。商業的に入 手できる成形・充填・シール機械、すなわちライスコンシン（Ｗｉｓｃｏｎｓｉ ｎ）州、シェボイガン（Ｓｈｅｂｏｙｇａｎ　）所在のヘイセン・マニファクチ ェアリング・カンパニー（Ｈａｙｓｓｅｎ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏ ｍｐａｎｙ）から入手できるヘイセンウルチマＵ　（Ｈａｙｓｓｅｎ　Ｕｌｔｉ ｍａＩＩ　）が、全重合体の多層材料にフィン形バンクシールを形成するのに使 用された。

フィルム材料は約３ミル（０，０７５ｍ）の厚さをもち、ポリエチレンの第１の 外層と、ポリエチレンの第２の中間層と、共有押出し成形の高密度ポリエチレン の第３Ｎから成る。フィン形シールを形成するために縁で合わせられる内層は、 共有押出し成形された悪態性の他層を内蔵する。

成形・充填・シール機械はそれが制御運転として商業的に利用される通りに運転 され、次いで本発明に従って改良され、ここに教示した通りに運転された０機械 は、包装材料を約１５インチ進めた後、バックシールを形成する間欠モードで運 転した。制御装置および本発明により形成されたバックシールの効果はそのまま 形成されたフィン形シールを検査することにより評価された。

このテストの結果を第４図に図表で示す。第４図は、フィン形シールを形成した 後におけるフィルム材料の縁間の不整合の度合いを示す。図中の零では、フィル ム材料の対向縁がほぼ正確に合わせられるとともにシールされる。零から正の偏 差は、シーリング後フィルムの内側シーラント層を露出することもあるように縁 の均一整合からの偏差を示す、これは前の図面における材料１ｉ３Ｂのシーリン グ後の露出に相当する。この層の露出は、フィルムが加工処理装置への好ましく ない付着により困難を来たす恐れを増大する。そのまま成形された袋の外観も、 内側シーラント層が一般的に包装材料の外面と同じ色のものでないため、纏ａｒ ｒｅｄである。零マークからの負の偏差は、フィルムの内側シーラント層を露出 しないように縁の均一整合からの偏差を示す、これは、前の図面における材料縁 ３Ａのシーリング後における重なりに相当する。

第４図から判る通り、図面に点線で示した制御テストは、各間欠シーリング段階 での均一シーリングからの幅広い偏差を示し、さらに望ましくない方法でフィル ムの内側シーラント層を露出する０図面に実線で示したここに開示せる装置で行 ったテストは均一整合からの偏差を著しく減少した様子を示し、偏差が起きたと ころでは、かかる偏差は内側シーラント層を次の加工処理ステップに曝すことも 、またそのまま成形された袋の最終的な外観を悪（するようなこともない。

本発明は、細部の多くの変形、変更、変化を受け、これらの多（についてはここ で詳しく説明したため、この明細書を通じて述べ添付図面に示したすべての事項 は実例として解釈され、限定の意味でないものである０本発明に従って構成した 装置並びにかかる装置およびこれに対し妥当な均等物の使用方法が本発明の目的 を達成することは明白である０本発明の範囲は、添付請求の範囲の範囲内にある すべての変更および変形を含むものである。

ＦＩＧ、　Ｉ　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、２国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）充填チューブを利用し、可撓性包装材料の縁を合わせ、包装材料の本体に寄 りかかって一方向に合わせ縁を折りたたみ、包装材料を間欠的に成形および充填 ステージに通過移動させるタイプの成形・充填・シール機械と共同して可撓性包 装材料の均一なフィン形バックシールを設ける装置であって、（ａ）前記充填チ ューブに平行に延びる可動プラテンと、（ｂ）前記プラテンのシーリング面にほ ぼ平行に位置決めされ、前記プラテンに枢結され、プラテンと充填チューブとの 間に配置された可動タッカープレートであって、可撓性包装材料の折りたたみ合 わせ縁が可動プラテンとタッカープレートとの間に配置されるとともに前記包装 材料の本体がタッカープレートと充填チューブとの間に配置されるようにした可 動タッカープレートと、 （ｃ）シーリング圧力下にないとき、前記シーリングプラテンから一定距離に前 記タッカープレートを維持するための分離手段と、 （ｄ）前記包装材料の前記本体を前記充填チューブと前記タッカープレートとの 間に堅固に保持し、前記タッカープレートと前記シーリングプラテンとの間に合 わせ縁を圧縮するとともにシールするように、間欠的なシーリング圧力を付与す るための手段とから成る装置。 ２）前記包装材料が、紙，セロハン，グラシン，ポリプロピレン，ポリエチレン ，高密度ポリエチレン，および上記の多層組合わせ物を含むグループから選択さ れる、請求項１記載の装置。 ３）前記シーリングプラテンが低摩擦材料で被覆される、請求項１記載の装置。 ４）前記低摩擦材料がテトラフルオロエチレンである、請求項３記載の装置。 ５）前記タッカープレートが低摩擦材料で被覆される、請求項１記載の装置。 ６）前記低摩擦材料がテトラフルオロエチレンの接着性ストリップである、請求 項５記載の装置。 ７）前記分離手段が前記シーリングプラテン内に設けられたスプリングボールプ ランジャから成る、請求項１記載の装置。 ８）前記タッカープレートが取外し可能なヒンジの手段により前記シールドプラ テンに枢結される、請求項１記載の装置。 ９）包装材料のウェブと、充填チューブを利用し包装材料を間欠的な方法で内部 に進入させるタイプの成形・充填・シール機械と共同して、可撓性包装材料の均 一なフィン形バックシールを設ける方法であって、 （ａ）ウェブの同じ表面が縁で接触するように前記ウェブの縁を当接状態にもた らす段階と、 （ｂ）前記包装材料の本体に寄りかかって一方向に縁を当接状態に折りたたむ段 階と、 （ｃ）前記包装材料の本体を前記充填チューブと前記タッカープレートとの間に 拘束するように前記包装材料の本体と前記材料の縁との間に配置されたタッカー プレートに圧力を付与する段階と、 （ｄ）フィン形シールを形成するために、前記包装材料の縁を前記タッカープレ ートと前記プラテンとの間に圧縮し該シールをシールするシーリングプラテンに 圧力を付与する段階とから成る方法。