JPH05132018A - クランプウエーブ蓋密閉構造の形成 - Google Patents
クランプウエーブ蓋密閉構造の形成Info
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- B29C66/2422—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being circular, oval or elliptical
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- B29C66/24243—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being a closed polygonal chain forming a quadrilateral
- B29C66/24244—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being a closed polygonal chain forming a quadrilateral forming a rectangle
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 容器の内側リムの回りに蓋材料と容器材料と
のかみ合いウェーブを形成させることによって蓋が容器
にかみ合わされる。容器の内側リムの回りにかみ合いウ
ェーブ構造を形成するために使用される、加熱されたシ
ールヘッドに直ぐ隣接した蓋構造物を締め付けるため
に、加熱されていないクランプヘッドを使用し、そして
このかみ合いウェーブ構造は溶融した一部の容器または
蓋が容器の外側リムまで、またはその外側リムに向って
流れるのを防止する。 【効果】 蓋/容器密閉系において高い破裂圧力、低い
剥離開始力および低い平均剥離力が達成される。
のかみ合いウェーブを形成させることによって蓋が容器
にかみ合わされる。容器の内側リムの回りにかみ合いウ
ェーブ構造を形成するために使用される、加熱されたシ
ールヘッドに直ぐ隣接した蓋構造物を締め付けるため
に、加熱されていないクランプヘッドを使用し、そして
このかみ合いウェーブ構造は溶融した一部の容器または
蓋が容器の外側リムまで、またはその外側リムに向って
流れるのを防止する。 【効果】 蓋/容器密閉系において高い破裂圧力、低い
剥離開始力および低い平均剥離力が達成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は容易に剥がすことができ
るクランプウェーブ(clamped−wave)容器
/蓋密閉系を有する容器の製造方法並びにこのような製
造に用いられる装置およびその結果生成した製品に関す
る。
るクランプウェーブ(clamped−wave)容器
/蓋密閉系を有する容器の製造方法並びにこのような製
造に用いられる装置およびその結果生成した製品に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ゴセッジ(Gossedge)等の米国
特許第4,961,513号は容器フランジの内側およ
び外側の両方のリムの上にビードを形成させることを開
示しているが、その容器から蓋を除去する間に形成され
る破壊面(failure plane)は蓋と容器フ
ランジの材料の両方によって複雑なやり方で範囲が定め
られる。好結果の働きを得るための、容器フランジ材料
から突出する耳の“薄さ”に依存するゴセッジの複雑な
破壊面の設計は、“..HDPE層12は破れてその後
B点から始まってホイル14から薄片に剥れ、その場合
リムから遠い蓋が満足に剥がれない”(ゴセッジの第4
欄第17行ないし第48行)ような明らかに“受け入れ
ることができない”(ゴセッジの第5図)破壊面の変化
を導くことがわかる。より重要なことには、このゴセッ
ジの参照文献はシールヘッド(seal head)と
組み合わせてクランプヘッド(clamp head)
を使用することも、また剥離を開始させるための圧力を
減少させるように容器の内側のリムだけにビードを形成
させることを教示していない。
特許第4,961,513号は容器フランジの内側およ
び外側の両方のリムの上にビードを形成させることを開
示しているが、その容器から蓋を除去する間に形成され
る破壊面(failure plane)は蓋と容器フ
ランジの材料の両方によって複雑なやり方で範囲が定め
られる。好結果の働きを得るための、容器フランジ材料
から突出する耳の“薄さ”に依存するゴセッジの複雑な
破壊面の設計は、“..HDPE層12は破れてその後
B点から始まってホイル14から薄片に剥れ、その場合
リムから遠い蓋が満足に剥がれない”(ゴセッジの第4
欄第17行ないし第48行)ような明らかに“受け入れ
ることができない”(ゴセッジの第5図)破壊面の変化
を導くことがわかる。より重要なことには、このゴセッ
ジの参照文献はシールヘッド(seal head)と
組み合わせてクランプヘッド(clamp head)
を使用することも、また剥離を開始させるための圧力を
減少させるように容器の内側のリムだけにビードを形成
させることを教示していない。
【0003】本発明が主として利用される、食品を入れ
る容器においては、密閉された容器が様々な輸送経路を
経て最後の消費者まで分配される間に蓋が容器に固定さ
れたまま保持されることが重要である。密閉された容器
の残存性(survivability)の決定を標準
化する試みにおいて、米国農務省(U.S.D.A.)
は容器の元のままの状態を保持するこの能力を測定する
手段として、“抑制された破裂試験(Restrain
ed Burst Test)”を定義した。この抑制
された破裂試験は被験物の容器の内側を圧縮空気で加圧
することを含んでいる。密閉容器は少なくとも35kP
aの内部圧力を少なくとも60秒間維持できなければな
らない。あいにく、容器と蓋との間の密閉領域の幅と強
度を増大させることによって(70kPaの圧力差に耐
えるような)容器の破裂強さを増大させるとき、従来技
術の装置における剥離強さもまた、充填された食品の容
器の購入者が蓋を開けるのが非常に難しくなるような具
合に直線状に増大する。それ故食品容器の設計者は輸送
段階で無事に存在し続けるが、その後の購入者によって
開けることができない容器と、輸送過程を無事に存在し
続けることができない“容易に開く”容器との間でし
か、選択の自由がない。
る容器においては、密閉された容器が様々な輸送経路を
経て最後の消費者まで分配される間に蓋が容器に固定さ
れたまま保持されることが重要である。密閉された容器
の残存性(survivability)の決定を標準
化する試みにおいて、米国農務省(U.S.D.A.)
は容器の元のままの状態を保持するこの能力を測定する
手段として、“抑制された破裂試験(Restrain
ed Burst Test)”を定義した。この抑制
された破裂試験は被験物の容器の内側を圧縮空気で加圧
することを含んでいる。密閉容器は少なくとも35kP
aの内部圧力を少なくとも60秒間維持できなければな
らない。あいにく、容器と蓋との間の密閉領域の幅と強
度を増大させることによって(70kPaの圧力差に耐
えるような)容器の破裂強さを増大させるとき、従来技
術の装置における剥離強さもまた、充填された食品の容
器の購入者が蓋を開けるのが非常に難しくなるような具
合に直線状に増大する。それ故食品容器の設計者は輸送
段階で無事に存在し続けるが、その後の購入者によって
開けることができない容器と、輸送過程を無事に存在し
続けることができない“容易に開く”容器との間でし
か、選択の自由がない。
【0004】多くの食品包装出荷業者は最低でも70k
Paの破裂圧力を必要とし、100kPaを望んでい
る。従来の蓋の密閉では、100kPaの破裂強さは剥
がすのに非常に困難な約190kg/mという剥離強さ
を有する密閉を生ずる。出願人の欧州特許出願第440
291号に開示されているように、密閉された容器に高
い破裂圧力を与え、しかもひとたび蓋の剥離手順が開始
されると容器から蓋を容易に剥がすことができる簡単な
“かみ合いウェーブ(interlocking wa
ve)”の密閉構造が開発された。換言すれば、容器か
ら蓋を連続的に引張るのに必要な平均的な剥離力は従来
の接着剤による蓋/容器密封系において遭遇する剥離力
よりも低下した。(この簡単なウェーブ密封構造の図お
よびグラフを描いているその明細書の第3A図、第3B
図、第3C図および第5図を参照)
Paの破裂圧力を必要とし、100kPaを望んでい
る。従来の蓋の密閉では、100kPaの破裂強さは剥
がすのに非常に困難な約190kg/mという剥離強さ
を有する密閉を生ずる。出願人の欧州特許出願第440
291号に開示されているように、密閉された容器に高
い破裂圧力を与え、しかもひとたび蓋の剥離手順が開始
されると容器から蓋を容易に剥がすことができる簡単な
“かみ合いウェーブ(interlocking wa
ve)”の密閉構造が開発された。換言すれば、容器か
ら蓋を連続的に引張るのに必要な平均的な剥離力は従来
の接着剤による蓋/容器密封系において遭遇する剥離力
よりも低下した。(この簡単なウェーブ密封構造の図お
よびグラフを描いているその明細書の第3A図、第3B
図、第3C図および第5図を参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容器か
ら蓋を剥がし始めるのに必要な力(剥離開始圧力(pe
el initiation force)は、平均剥
離力がたとえかなり低くても、場合によっては接着剤に
よる従来の蓋/容器密閉系の剥離開始中に遭遇する剥離
力よりも高くなる傾向がある。
ら蓋を剥がし始めるのに必要な力(剥離開始圧力(pe
el initiation force)は、平均剥
離力がたとえかなり低くても、場合によっては接着剤に
よる従来の蓋/容器密閉系の剥離開始中に遭遇する剥離
力よりも高くなる傾向がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施態
様においては、欧州特許出願第440291号のこの簡
単な“かみ合いウェーブ”密閉系は、容器/蓋接続個所
の外側リムに隣接して位置するかみ合いウェーブ構造を
排除することによって、剥離開始力を低下させるように
改変される。この外側のかみあいウェーブを排除するた
めに、欧州特許出願第440291号の単一ピースのシ
ールヘッドは2つの要素、すなわち初めに蓋をしっかり
と容器に締め付け、そしてまた融けた蓋または容器の材
料が容器の外側リムまで、またはその外側に向って流れ
るのを防ぐ加熱されたシールヘッドの外側に配置された
クランプヘッドと一緒に、その容器の内側リムの回りに
かみ合いウェーブを形成するための加熱されたシールヘ
ッドと置き換えられる。
様においては、欧州特許出願第440291号のこの簡
単な“かみ合いウェーブ”密閉系は、容器/蓋接続個所
の外側リムに隣接して位置するかみ合いウェーブ構造を
排除することによって、剥離開始力を低下させるように
改変される。この外側のかみあいウェーブを排除するた
めに、欧州特許出願第440291号の単一ピースのシ
ールヘッドは2つの要素、すなわち初めに蓋をしっかり
と容器に締め付け、そしてまた融けた蓋または容器の材
料が容器の外側リムまで、またはその外側に向って流れ
るのを防ぐ加熱されたシールヘッドの外側に配置された
クランプヘッドと一緒に、その容器の内側リムの回りに
かみ合いウェーブを形成するための加熱されたシールヘ
ッドと置き換えられる。
【0007】その結果本発明によって作り出された“ク
ランプウェーブ”密閉構造は先の簡単なウェーブ密閉系
よりもかなり低い剥離開始力ばかりでなく、より低い平
均剥離力さえ有する。内部破裂圧力に耐える力は剥離開
始力および平均剥離力についてこれらの改良された減少
を得るいずれの方法によっても犠牲とならない。クラン
プウェーブ密閉構造は図2に示されており、そして比較
のため先の簡単な“かみ合いウェーブ”密閉構造は図9
に示されている。本発明におけるクランプヘッドは、加
熱されたシールヘッドによって加熱された溶融材料のい
ずれかが容器の外側リムに向って流れてこの外側リムの
回りにビードを形成するのを防ぎ、それによって容器の
外側リムに隣接した比較的平坦な蓋/容器接合表面を生
じさせる。
ランプウェーブ”密閉構造は先の簡単なウェーブ密閉系
よりもかなり低い剥離開始力ばかりでなく、より低い平
均剥離力さえ有する。内部破裂圧力に耐える力は剥離開
始力および平均剥離力についてこれらの改良された減少
を得るいずれの方法によっても犠牲とならない。クラン
プウェーブ密閉構造は図2に示されており、そして比較
のため先の簡単な“かみ合いウェーブ”密閉構造は図9
に示されている。本発明におけるクランプヘッドは、加
熱されたシールヘッドによって加熱された溶融材料のい
ずれかが容器の外側リムに向って流れてこの外側リムの
回りにビードを形成するのを防ぎ、それによって容器の
外側リムに隣接した比較的平坦な蓋/容器接合表面を生
じさせる。
【0008】比較的冷たいクランプヘッドの直ぐ隣りの
加熱されたシールヘッドの相互作用は蓋と容器フランジ
とのかみ合い領域に蓋の高さ変化領域(lid ele
vation change area)を形成する。
この蓋の高さ変化領域は、容器フランジ系の外側リムに
かみ合いウェーブが存在している先の簡単なウェーブデ
ザインよりもかなり小さい剥離開始力の入力を必要とす
る。本発明は容器の蓋、およびこの容器の蓋と容器フラ
ンジとの接続個所の内側リムだけに形成されたかみ合い
ウェーブによって蓋とかみ合って働くように形づくられ
た容器フランジからなる物品を提供する。この蓋とフラ
ンジは、容器の蓋組織の外側リムだけに向いたかみあい
ウェーブから境界が定められた密閉領域を横切って互い
に結合している。蓋の高さ変化領域もまた、外側リムに
向いたかみ合いウェーブから外側に境界が定められてお
り、そして蓋の高さ変化領域は加熱されたシールヘッド
に隣接して厳密に間隔をおいて並べられたクランプヘッ
ドの相互作用によって形成される。
加熱されたシールヘッドの相互作用は蓋と容器フランジ
とのかみ合い領域に蓋の高さ変化領域(lid ele
vation change area)を形成する。
この蓋の高さ変化領域は、容器フランジ系の外側リムに
かみ合いウェーブが存在している先の簡単なウェーブデ
ザインよりもかなり小さい剥離開始力の入力を必要とす
る。本発明は容器の蓋、およびこの容器の蓋と容器フラ
ンジとの接続個所の内側リムだけに形成されたかみ合い
ウェーブによって蓋とかみ合って働くように形づくられ
た容器フランジからなる物品を提供する。この蓋とフラ
ンジは、容器の蓋組織の外側リムだけに向いたかみあい
ウェーブから境界が定められた密閉領域を横切って互い
に結合している。蓋の高さ変化領域もまた、外側リムに
向いたかみ合いウェーブから外側に境界が定められてお
り、そして蓋の高さ変化領域は加熱されたシールヘッド
に隣接して厳密に間隔をおいて並べられたクランプヘッ
ドの相互作用によって形成される。
【0009】本発明のそれ以外の特徴によれば、クラン
プヘッドを下方に移動させて蓋の一部と接触させること
によって蓋を容器フランジにしっかりと締め付け、その
後容器の内側リムの回りにかみ合いウェーブを形成させ
るように、加熱されたシールヘッドを下方ヘ動かして蓋
と接触させることによってその後蓋とフランジ材料の一
部を溶融または軟化させ、そして容器/蓋系にクランプ
ヘッド圧力を維持させて溶融した容器/蓋材料の一部が
外側リムまでまたは外側リムに向って流れるのを防ぐこ
とからなる方法によって、クランプウェーブ密閉構造が
形成される。本発明のそれ以上の特徴はクランプウェー
ブ密閉構造を形成させるために用いられる装置に関し、
そしてこの装置はクランプヘッドおよび加熱されたシー
ルヘッドを含んでいる。
プヘッドを下方に移動させて蓋の一部と接触させること
によって蓋を容器フランジにしっかりと締め付け、その
後容器の内側リムの回りにかみ合いウェーブを形成させ
るように、加熱されたシールヘッドを下方ヘ動かして蓋
と接触させることによってその後蓋とフランジ材料の一
部を溶融または軟化させ、そして容器/蓋系にクランプ
ヘッド圧力を維持させて溶融した容器/蓋材料の一部が
外側リムまでまたは外側リムに向って流れるのを防ぐこ
とからなる方法によって、クランプウェーブ密閉構造が
形成される。本発明のそれ以上の特徴はクランプウェー
ブ密閉構造を形成させるために用いられる装置に関し、
そしてこの装置はクランプヘッドおよび加熱されたシー
ルヘッドを含んでいる。
【0010】本発明は添付図面によってさらに詳しく説
明され、この添付図面中、図1は蓋を容器フランジに結
合させ始めるクランプヘッドとシールヘッドの側面およ
び部分的な断面を表した概要図を示す。図2はクランプ
ウェーブ密閉構造の側面および断面を表した概要図を示
す。図3は支持ダイ(support die)に隣接
した位置にあるクランプヘッドと加熱されたシールヘッ
ドの断面を表した概要図を示す。図4は加熱されたシー
ルヘッドのための望ましい運転パラメーター、特に加熱
されたシールヘッドの温度および加熱されたシールヘッ
ドの圧力をグラフの形で表している。図5はクランプヘ
ッドが蓋と接触した後に、シールヘッド接触領域の下か
ら初めに流れる蓋材料の側面および部分的な断面を表し
た概要図を示す。
明され、この添付図面中、図1は蓋を容器フランジに結
合させ始めるクランプヘッドとシールヘッドの側面およ
び部分的な断面を表した概要図を示す。図2はクランプ
ウェーブ密閉構造の側面および断面を表した概要図を示
す。図3は支持ダイ(support die)に隣接
した位置にあるクランプヘッドと加熱されたシールヘッ
ドの断面を表した概要図を示す。図4は加熱されたシー
ルヘッドのための望ましい運転パラメーター、特に加熱
されたシールヘッドの温度および加熱されたシールヘッ
ドの圧力をグラフの形で表している。図5はクランプヘ
ッドが蓋と接触した後に、シールヘッド接触領域の下か
ら初めに流れる蓋材料の側面および部分的な断面を表し
た概要図を示す。
【0011】図6は第一のかみ合いシートウェーブおよ
び第二のかみ合いシートウェーブの側面および部分的な
断面を表した概要図を示す。図7は容器から剥がされる
蓋を示す側面および断面を表した概要図を示す。図8は
クランプウェーブ密閉構造、簡単なウェーブ密閉構造お
よび従来の接着剤による密閉系に関する破裂圧力対平均
剥離力のグラフである。図9は比較のため、欧州特許出
願第440291号の簡単なウェーブ密閉構造の側面お
よび断面を表した概要図を示す。図10はクランプウェ
ーブ密閉構造、簡単なウェーブ密閉構造および従来の接
着剤密閉系に関する破裂圧力対剥離開始力のグラフを示
す。
び第二のかみ合いシートウェーブの側面および部分的な
断面を表した概要図を示す。図7は容器から剥がされる
蓋を示す側面および断面を表した概要図を示す。図8は
クランプウェーブ密閉構造、簡単なウェーブ密閉構造お
よび従来の接着剤による密閉系に関する破裂圧力対平均
剥離力のグラフである。図9は比較のため、欧州特許出
願第440291号の簡単なウェーブ密閉構造の側面お
よび断面を表した概要図を示す。図10はクランプウェ
ーブ密閉構造、簡単なウェーブ密閉構造および従来の接
着剤密閉系に関する破裂圧力対剥離開始力のグラフを示
す。
【0012】図11および12はクランプウェーブ密閉
系の様々な破裂圧破壊機構の側面および断面を表した概
要図を示す。図13は容器の内側リムに形成された典型
的なかみ合いウェーブ系の側方断面を表した概要図を示
す。図14は2つの異なる蓋系に関する破裂圧力対平方
インチで表したポリプロピレンウェーブ横断面積を示す
グラフである。
系の様々な破裂圧破壊機構の側面および断面を表した概
要図を示す。図13は容器の内側リムに形成された典型
的なかみ合いウェーブ系の側方断面を表した概要図を示
す。図14は2つの異なる蓋系に関する破裂圧力対平方
インチで表したポリプロピレンウェーブ横断面積を示す
グラフである。
【0013】図1、2および3を参照すると、蓋12の
第一の材料と容器フランジ14の第二の材料との間に、
剥がすことができるクランプウェーブ密閉構造を形成さ
せるための装置10が示されている。このクランプウェ
ーブ密閉構造はまた、フランジを持たない可撓性の容
器、例えば患者に食塩水を投与するための“ドリップ”
バッグ(“drip”bag)の上に形成させることも
できる。装置10は勿論、蓋12がフランジ14の上に
置かれているときに操作される。内側リム16 (図2)
は容器に対する蓋の内部接続個所で境界が定められてお
り(蓋が容器フランジの上にあるとき)、一方外側リム
18 (図2)も同様に容器に対する蓋の外部接続個所で
境界が定められている。装置10は蓋がフランジの上方
にあるときに蓋と協同する寸法に合わせて作られた成形
表面(shaped surface)22 (図3)を
有する加熱されたシールヘッド20を含む。加熱された
シールヘッド20はシールヘッドを加熱するためにこの
加熱されたシールヘッドとかみ合って作用するヒーター
24を含んでいる。
第一の材料と容器フランジ14の第二の材料との間に、
剥がすことができるクランプウェーブ密閉構造を形成さ
せるための装置10が示されている。このクランプウェ
ーブ密閉構造はまた、フランジを持たない可撓性の容
器、例えば患者に食塩水を投与するための“ドリップ”
バッグ(“drip”bag)の上に形成させることも
できる。装置10は勿論、蓋12がフランジ14の上に
置かれているときに操作される。内側リム16 (図2)
は容器に対する蓋の内部接続個所で境界が定められてお
り(蓋が容器フランジの上にあるとき)、一方外側リム
18 (図2)も同様に容器に対する蓋の外部接続個所で
境界が定められている。装置10は蓋がフランジの上方
にあるときに蓋と協同する寸法に合わせて作られた成形
表面(shaped surface)22 (図3)を
有する加熱されたシールヘッド20を含む。加熱された
シールヘッド20はシールヘッドを加熱するためにこの
加熱されたシールヘッドとかみ合って作用するヒーター
24を含んでいる。
【0014】この装置はまた、蓋がフランジの上方に置
かれているときに蓋と協同する寸法に合わせて作られた
成形表面28 (図3)を有するクランプヘッド26を含
み、そして図解された実施態様におけるこのクランプヘ
ッド26は、加熱されたシールヘッド20から外側に、
すなわち容器の外側リム18に向けて置かれている(図
2)。加熱されたシールヘッド20とクランプヘッド2
6の位置は様々な設計および組立ての目的を果すために
必要に応じて替えてもよいことが認められる。装置10
はまた、容器フランジに蓋を締め付けるようにクランプ
ヘッドを下方に動かして蓋と接触させるために取付板3
4、段付きボルト36,36A、およびスプリング3
8,38Aを通して作用する空気圧シリンダー32のよ
うなクランプヘッド移動手段30を含んでいる。装置1
0はまた、加熱されたシールヘッドを下方に動かして、
フランジ14の上方に置かれた蓋と接触させるために、
図解された実施態様ではまた、取付板34および支持シ
ャフト42を通して結合している空気圧シリンダー32
であるシールヘッド移動手段40を含んでいる。この後
でさらに詳しく説明されるように、シールヘッド22
(図3)の成形表面およびクランプヘッド28 (図3)
の成形表面は容器の外側リムに面した蓋の高さ変化領域
ばかりでなく、容器の内側リムの回りにかみ合いウェー
ブを形成するように適合されている。
かれているときに蓋と協同する寸法に合わせて作られた
成形表面28 (図3)を有するクランプヘッド26を含
み、そして図解された実施態様におけるこのクランプヘ
ッド26は、加熱されたシールヘッド20から外側に、
すなわち容器の外側リム18に向けて置かれている(図
2)。加熱されたシールヘッド20とクランプヘッド2
6の位置は様々な設計および組立ての目的を果すために
必要に応じて替えてもよいことが認められる。装置10
はまた、容器フランジに蓋を締め付けるようにクランプ
ヘッドを下方に動かして蓋と接触させるために取付板3
4、段付きボルト36,36A、およびスプリング3
8,38Aを通して作用する空気圧シリンダー32のよ
うなクランプヘッド移動手段30を含んでいる。装置1
0はまた、加熱されたシールヘッドを下方に動かして、
フランジ14の上方に置かれた蓋と接触させるために、
図解された実施態様ではまた、取付板34および支持シ
ャフト42を通して結合している空気圧シリンダー32
であるシールヘッド移動手段40を含んでいる。この後
でさらに詳しく説明されるように、シールヘッド22
(図3)の成形表面およびクランプヘッド28 (図3)
の成形表面は容器の外側リムに面した蓋の高さ変化領域
ばかりでなく、容器の内側リムの回りにかみ合いウェー
ブを形成するように適合されている。
【0015】操作に当っては、クランプヘッド26およ
び加熱されたシールヘッド20は蓋12に向かい前後に
並んで下方へ進み、そしてこのクランプヘッドはシール
ヘッドよりも約1mm先行する。それ故クランプヘッド
26は加熱されたシールヘッドよりも前に蓋12に接触
し、そして加熱されたシールヘッドが蓋と接触する前に
蓋を容器フランジに締め付ける。クランプヘッド26
は、蓋と接触した後に、加熱されたシールヘッド20が
蓋と接触するときオフセットの大きさD44が約1mm
となるようにスプリング38,38Aが押しつけるよう
な具合に、取付板34に対してスプリング荷重が負荷さ
れる。図示された実施態様においては、同じ機械的な結
果を達成するためにその他の機械装置を使用できるけれ
ども、空気圧シリンダーが加熱されたシールヘッド20
とクランプヘッド26の両方を下方へ動かす。異なる容
器/蓋材料系を使用すれば勿論、他のプロセス変数と共
にオフセットの大きさD44が変化する。
び加熱されたシールヘッド20は蓋12に向かい前後に
並んで下方へ進み、そしてこのクランプヘッドはシール
ヘッドよりも約1mm先行する。それ故クランプヘッド
26は加熱されたシールヘッドよりも前に蓋12に接触
し、そして加熱されたシールヘッドが蓋と接触する前に
蓋を容器フランジに締め付ける。クランプヘッド26
は、蓋と接触した後に、加熱されたシールヘッド20が
蓋と接触するときオフセットの大きさD44が約1mm
となるようにスプリング38,38Aが押しつけるよう
な具合に、取付板34に対してスプリング荷重が負荷さ
れる。図示された実施態様においては、同じ機械的な結
果を達成するためにその他の機械装置を使用できるけれ
ども、空気圧シリンダーが加熱されたシールヘッド20
とクランプヘッド26の両方を下方へ動かす。異なる容
器/蓋材料系を使用すれば勿論、他のプロセス変数と共
にオフセットの大きさD44が変化する。
【0016】蓋12および容器フランジ14はクランプ
ウェーブ密閉構造を形成する間中、支持ダイ46によっ
て支持される。或実施態様においては、台(ベース)5
0および均質な材料および/または積層材料の第二のシ
ート54から形成された上方に延びた壁52を典型的に
有する食物容器48を、必要なバリヤー特性に応じてほ
どよく密閉するために、蓋12を容器フランジ14に接
合させることができる。この蓋(図2では第一のシート
56として示されている)は均質な材料またはラミネー
ト構造物のいずれからでも形成することができる。ここ
で図2をさらに詳しく参照すると、クランプウェーブ密
閉構造60は第一の材料64から形成された容器の内側
リム16の隣りに置かれて示されたかみ合いウェーブ6
2を含むことがわかる(典型的には高密度ポリエチレン
/ポリイソブチレン層64A、PET/PVDC/PE
Tの層66によって典型的に覆われたPE層64A)。
密閉構造60はまた、加熱されたヒートシール20の接
触領域で一般に外側リム18に面したかみ合いウェーブ
62から形成された密閉領域68を含むことがわかる。
ウェーブ密閉構造を形成する間中、支持ダイ46によっ
て支持される。或実施態様においては、台(ベース)5
0および均質な材料および/または積層材料の第二のシ
ート54から形成された上方に延びた壁52を典型的に
有する食物容器48を、必要なバリヤー特性に応じてほ
どよく密閉するために、蓋12を容器フランジ14に接
合させることができる。この蓋(図2では第一のシート
56として示されている)は均質な材料またはラミネー
ト構造物のいずれからでも形成することができる。ここ
で図2をさらに詳しく参照すると、クランプウェーブ密
閉構造60は第一の材料64から形成された容器の内側
リム16の隣りに置かれて示されたかみ合いウェーブ6
2を含むことがわかる(典型的には高密度ポリエチレン
/ポリイソブチレン層64A、PET/PVDC/PE
Tの層66によって典型的に覆われたPE層64A)。
密閉構造60はまた、加熱されたヒートシール20の接
触領域で一般に外側リム18に面したかみ合いウェーブ
62から形成された密閉領域68を含むことがわかる。
【0017】密閉領域68の範囲は勿論、加熱されたシ
ールヘッド20とクランプヘッド26によって第一のシ
ートおよび第二のシート54中に運ばれた熱および/ま
たは圧力の量によって決まるであろう。クランプウェー
ブ密閉構造の一部を構成する蓋の高さ変化領域70は密
閉領域68の隣りに形成されるか、または密閉領域68
の中に含まれ、そして比較的低い密閉領域68から蓋の
高い表面(uppersurface)72に至るま
で、影響を受けた材料層の概して平坦な変移部を形成す
る。蓋の高さ変化領域内で積層され、そして高い表面7
2の下に位置した層は勿論、密閉領域の部分内に含める
ことができる。この密閉領域68は、例えば外側に延び
て接合表面80の一部を含んでいてもよい。しかしなが
ら、好ましい実施態様において、クランプヘッド26の
温度は、密閉領域が一般に図に示された領域にあるよう
に、クランプの下の領域で溶融するのを避けるのに十分
な程低く保持される。
ールヘッド20とクランプヘッド26によって第一のシ
ートおよび第二のシート54中に運ばれた熱および/ま
たは圧力の量によって決まるであろう。クランプウェー
ブ密閉構造の一部を構成する蓋の高さ変化領域70は密
閉領域68の隣りに形成されるか、または密閉領域68
の中に含まれ、そして比較的低い密閉領域68から蓋の
高い表面(uppersurface)72に至るま
で、影響を受けた材料層の概して平坦な変移部を形成す
る。蓋の高さ変化領域内で積層され、そして高い表面7
2の下に位置した層は勿論、密閉領域の部分内に含める
ことができる。この密閉領域68は、例えば外側に延び
て接合表面80の一部を含んでいてもよい。しかしなが
ら、好ましい実施態様において、クランプヘッド26の
温度は、密閉領域が一般に図に示された領域にあるよう
に、クランプの下の領域で溶融するのを避けるのに十分
な程低く保持される。
【0018】容器の第二のシート54はポリプロピレン
層74A、これに隣接して積層された接着剤層76、こ
れに隣接して積層されたEVOH層78、これに隣接し
て積層されたもう1つの接着剤層76、これに隣接して
積層されたもう1つのポリプロピレン層74Bからなる
第二の材料74を含むことができる。このような積層さ
れた第二のシート54の構造はそれの外側上部周囲の回
りに範囲が定められた容器フランジ14を有する典型的
な容器48を形成するであろう。容器の外側リム18に
隣接している容器フランジ14もまた、第一の材料64
が容器フランジの第二の材料74と接着して、または接
着しないでこれと接触しているところで境界が定められ
ているフランジ接合表面80を含むであろう。
層74A、これに隣接して積層された接着剤層76、こ
れに隣接して積層されたEVOH層78、これに隣接し
て積層されたもう1つの接着剤層76、これに隣接して
積層されたもう1つのポリプロピレン層74Bからなる
第二の材料74を含むことができる。このような積層さ
れた第二のシート54の構造はそれの外側上部周囲の回
りに範囲が定められた容器フランジ14を有する典型的
な容器48を形成するであろう。容器の外側リム18に
隣接している容器フランジ14もまた、第一の材料64
が容器フランジの第二の材料74と接着して、または接
着しないでこれと接触しているところで境界が定められ
ているフランジ接合表面80を含むであろう。
【0019】ここで図3に図解されている特定の実施態
様を参照すると、クランプヘッドの成形表面28は0.
6mmの寸法A82を有する。加熱されたシールヘッド
20は成形表面が蓋と接触するところで1mmの成形表
面22の寸法C84を有する。クランプヘッド26は加
熱されたシールヘッド20から0.13mmの寸法B8
6だけ間隔があけられている。角τ88は約30度ない
し約55度の値を持つことができるけれども、典型的に
は約50°の大きさを有する。加熱されたシールヘッド
は最大の侵入点において蓋の中に0.15mm押し進め
られ、そしてこの侵入度はクランプヘッドの成形表面2
8から下に約0.20mmである。支持ダイ46は結合
されたクランプヘッド成形表面と加熱シールヘッド成形
表面22の下に一様に間隔をあけて置かれた支持ダイシ
ョルダー(support die shoulde
r)90を含んでいる。上記の寸法は本明細書中に記載
された材料が与えられた密閉構造を形成させるのに適切
な寸法の代表的な例であるけれども、接合されるべき容
器/蓋材料系に応じて変えることができる。
様を参照すると、クランプヘッドの成形表面28は0.
6mmの寸法A82を有する。加熱されたシールヘッド
20は成形表面が蓋と接触するところで1mmの成形表
面22の寸法C84を有する。クランプヘッド26は加
熱されたシールヘッド20から0.13mmの寸法B8
6だけ間隔があけられている。角τ88は約30度ない
し約55度の値を持つことができるけれども、典型的に
は約50°の大きさを有する。加熱されたシールヘッド
は最大の侵入点において蓋の中に0.15mm押し進め
られ、そしてこの侵入度はクランプヘッドの成形表面2
8から下に約0.20mmである。支持ダイ46は結合
されたクランプヘッド成形表面と加熱シールヘッド成形
表面22の下に一様に間隔をあけて置かれた支持ダイシ
ョルダー(support die shoulde
r)90を含んでいる。上記の寸法は本明細書中に記載
された材料が与えられた密閉構造を形成させるのに適切
な寸法の代表的な例であるけれども、接合されるべき容
器/蓋材料系に応じて変えることができる。
【0020】ここで図4を参照すると、図2の構造を形
成するのに使用される適当な加熱シールヘッドの圧力範
囲および温度範囲が示されている。このグラフは以下の
注釈を参照して説明することができる。 注1:受け入れることができないほど低い(70kPa
未満の)破裂圧力がこの区域に存在する。 注2:加熱されたシールヘッドの高い温度による蓋の損
傷はこの区域で起こるので、この区域における操作は避
けるべきである。一般に、PETは245℃という高い
融点を有し、しかも比較的安価であるので、PETは全
部がプラスチックでできている蓋の外側で使用するため
の普通の材料である。密閉温度はPETの融点を越える
ことができず、そしてこの範囲はグラフ上に示されてい
る。勿論、金属箔を基とする蓋材料はPETよりも遙か
に高い温度に耐えることができ、また蓋および/または
容器フランジの材料を選ぶことによりこの区域の或部分
で操作できることに注意すべきである。
成するのに使用される適当な加熱シールヘッドの圧力範
囲および温度範囲が示されている。このグラフは以下の
注釈を参照して説明することができる。 注1:受け入れることができないほど低い(70kPa
未満の)破裂圧力がこの区域に存在する。 注2:加熱されたシールヘッドの高い温度による蓋の損
傷はこの区域で起こるので、この区域における操作は避
けるべきである。一般に、PETは245℃という高い
融点を有し、しかも比較的安価であるので、PETは全
部がプラスチックでできている蓋の外側で使用するため
の普通の材料である。密閉温度はPETの融点を越える
ことができず、そしてこの範囲はグラフ上に示されてい
る。勿論、金属箔を基とする蓋材料はPETよりも遙か
に高い温度に耐えることができ、また蓋および/または
容器フランジの材料を選ぶことによりこの区域の或部分
で操作できることに注意すべきである。
【0021】注3:この区域は加熱されたシールヘッド
にとって望ましい運転領域を表している(図2に示され
た系について)。加熱されたシールヘッドは(70kP
aよりも高い破裂圧力を必要として)207℃よりも高
い温度を有するが、それでもこの温度は高温によって蓋
が損傷される恐れがあるために、230℃を著しく越え
ないことに注意されたい。 注4:それ故大体の運転条件は次の通りである。クラン
プウェーブ密閉構造を形成させる時間は約1秒であり、
クランプ圧力は700ないし4000kPaである(こ
の工程はクランプ圧力に特に敏感ではない)。溶融流量
が2であるポリプロピレンからなる第二の材料74Aの
表面層および低密度ポリエチレンの蓋シーラント第一材
料64を有する直径76mmのカップを形成させる間に
このような運転パラメーターを使用すると、0.9kg
の剥離開始力、0.4kgの平均剥離力および170k
Paの破裂圧力を有するクランプウェーブ密閉構造が生
ずる。高密度ポリエチレンからなる第一の材料64は
1.1kgの剥離開始圧力、0.5kgの平均剥離力お
よび275kPaの破裂圧力を生ずる(図8および9参
照)。
にとって望ましい運転領域を表している(図2に示され
た系について)。加熱されたシールヘッドは(70kP
aよりも高い破裂圧力を必要として)207℃よりも高
い温度を有するが、それでもこの温度は高温によって蓋
が損傷される恐れがあるために、230℃を著しく越え
ないことに注意されたい。 注4:それ故大体の運転条件は次の通りである。クラン
プウェーブ密閉構造を形成させる時間は約1秒であり、
クランプ圧力は700ないし4000kPaである(こ
の工程はクランプ圧力に特に敏感ではない)。溶融流量
が2であるポリプロピレンからなる第二の材料74Aの
表面層および低密度ポリエチレンの蓋シーラント第一材
料64を有する直径76mmのカップを形成させる間に
このような運転パラメーターを使用すると、0.9kg
の剥離開始力、0.4kgの平均剥離力および170k
Paの破裂圧力を有するクランプウェーブ密閉構造が生
ずる。高密度ポリエチレンからなる第一の材料64は
1.1kgの剥離開始圧力、0.5kgの平均剥離力お
よび275kPaの破裂圧力を生ずる(図8および9参
照)。
【0022】その他の蓋シーラント系については別の運
転条件が存在するであろう。容器48の第二のシートは
約0.76mmの厚さを有するが、好ましい実施態様に
おける蓋は約0.1mmの厚さを有する。高密度ポリエ
チレン層64Aは約0.05mmの厚さを有し、第一の
材料64は約125ないし約140℃の融点を有する。
食品容器の頂部の蓋構造物において通常使用される蓋6
6 (PET/PVDC/PTE)の最上層は約0.06
mmの厚さを有するであろう。その代りに、勿論、最上
層はアルミニウム箔であってもよい。層64A、66は
第一のシート56の構造を形成する。先に述べた第二の
シート54の第二の材料74部分は約165ないし17
5℃の融点および約0.13mmの厚さを有するポリプ
ロピレン層74Aを含む。接着剤層76は典型的には、
0.075mmの厚さを有する官能化(functio
nalized)ポリプロピレンからなる。EVOH層
78は0.10mmの厚さを有し、それに続くもう1つ
の接着剤層76は0.075mmの類似した厚さを有
し、最後のポリプロピレン層74Bは0.13mmの厚
さを有する。当該技術において周知であるように、約
0.25mmの粉砕再生材料層(リグラインド材料層)
を第二のシート中に含ませてもよい。
転条件が存在するであろう。容器48の第二のシートは
約0.76mmの厚さを有するが、好ましい実施態様に
おける蓋は約0.1mmの厚さを有する。高密度ポリエ
チレン層64Aは約0.05mmの厚さを有し、第一の
材料64は約125ないし約140℃の融点を有する。
食品容器の頂部の蓋構造物において通常使用される蓋6
6 (PET/PVDC/PTE)の最上層は約0.06
mmの厚さを有するであろう。その代りに、勿論、最上
層はアルミニウム箔であってもよい。層64A、66は
第一のシート56の構造を形成する。先に述べた第二の
シート54の第二の材料74部分は約165ないし17
5℃の融点および約0.13mmの厚さを有するポリプ
ロピレン層74Aを含む。接着剤層76は典型的には、
0.075mmの厚さを有する官能化(functio
nalized)ポリプロピレンからなる。EVOH層
78は0.10mmの厚さを有し、それに続くもう1つ
の接着剤層76は0.075mmの類似した厚さを有
し、最後のポリプロピレン層74Bは0.13mmの厚
さを有する。当該技術において周知であるように、約
0.25mmの粉砕再生材料層(リグラインド材料層)
を第二のシート中に含ませてもよい。
【0023】ここで図5、6および7を参照すると、容
器に蓋を密閉させる方法並びに容器から蓋を除去する方
法が示されている。より特定的に図5を参照すると、第
一のシートおよび頂部表面(top surface)
92とを互に押し付けるのに十分な間隔をあけながら駆
動されて、第一のシート56に接触する、好ましくは約
220ないし230℃の温度に加熱されたシールヘッド
20が示されている。前述のように、シールヘッドと第
一のシートとを接触させる前または接触させている間
に、シールヘッド20の加熱された表面を下方へ動かし
て第一のシートと接触させることによって第一のシート
を加熱してもよいし、あるいは当該技術において周知で
ある高周波エネルギーによって第一のシートを加熱して
もよい。第二のシート54もまた高周波エネルギーを適
用することによって(予備)加熱してもよいし、あるい
は好ましい実施態様において第二のシートは第一のシー
トから第二のシート中に運ばれる熱エネルギーによって
加熱され、そしてこの熱エネルギーは加熱されたシール
ヘッドを第一のシートと接触させることによって第一の
シートに引渡される。
器に蓋を密閉させる方法並びに容器から蓋を除去する方
法が示されている。より特定的に図5を参照すると、第
一のシートおよび頂部表面(top surface)
92とを互に押し付けるのに十分な間隔をあけながら駆
動されて、第一のシート56に接触する、好ましくは約
220ないし230℃の温度に加熱されたシールヘッド
20が示されている。前述のように、シールヘッドと第
一のシートとを接触させる前または接触させている間
に、シールヘッド20の加熱された表面を下方へ動かし
て第一のシートと接触させることによって第一のシート
を加熱してもよいし、あるいは当該技術において周知で
ある高周波エネルギーによって第一のシートを加熱して
もよい。第二のシート54もまた高周波エネルギーを適
用することによって(予備)加熱してもよいし、あるい
は好ましい実施態様において第二のシートは第一のシー
トから第二のシート中に運ばれる熱エネルギーによって
加熱され、そしてこの熱エネルギーは加熱されたシール
ヘッドを第一のシートと接触させることによって第一の
シートに引渡される。
【0024】前述のクランプヘッド26は、加熱された
シールヘッドと第一のシート56とが接触する前に、予
め蓋12と接触して、型締圧力が蓋に供給される。運転
に当っては、第一の材料層64Aを溶融させて、予備的
な第一のシートウェーブ94を形成させるようにこの層
の一部を加熱されたシールヘッドの接触領域の下から外
側に向って流動させるために、加熱されたシールヘッド
は下方に向って第一のシート中に駆動され、そして蓋の
密閉工程の開始中に十分な圧力および熱エネルギーを供
給する。ウェーブ94は、図6と比較する目的のため
に、予備の第一シートウェーブ先端96の状態を含むこ
とがわかる。シールヘッドによって供給される熱エネル
ギーおよび圧力はまた、層64Aに侵入することを示す
矢印によって指示されるような第二のシートの選択的な
流れ方向100を有する第二のシートの溶融部分98を
形成させ始めるのに十分である。
シールヘッドと第一のシート56とが接触する前に、予
め蓋12と接触して、型締圧力が蓋に供給される。運転
に当っては、第一の材料層64Aを溶融させて、予備的
な第一のシートウェーブ94を形成させるようにこの層
の一部を加熱されたシールヘッドの接触領域の下から外
側に向って流動させるために、加熱されたシールヘッド
は下方に向って第一のシート中に駆動され、そして蓋の
密閉工程の開始中に十分な圧力および熱エネルギーを供
給する。ウェーブ94は、図6と比較する目的のため
に、予備の第一シートウェーブ先端96の状態を含むこ
とがわかる。シールヘッドによって供給される熱エネル
ギーおよび圧力はまた、層64Aに侵入することを示す
矢印によって指示されるような第二のシートの選択的な
流れ方向100を有する第二のシートの溶融部分98を
形成させ始めるのに十分である。
【0025】それ故本発明の物品のかみ合いウェーブを
形成させるために使用される工程の最初の段階は容器の
内側リムにおいて予備的な第一シートウェーブ94を形
成させることを含んでいることが理解できる。好ましい
実施態様において材料の選択に帰せられるべき予備的ウ
ェーブ94の下側は、シールヘッドの下から移された第
一の材料の塊りが容器の内側リム16に向って流れ易く
なるように、第二のシートの高い表面92と接着剤でか
み合っている。かみ合いウェーブの形成中にクランプヘ
ッドは、容器に対して蓋を安定化させるように蓋を容器
に締め付け続け、そしてまた、溶融した第一の材料およ
び/または溶融した第二の材料の一部が外側リムまで、
または外側リムに向って流れるのを防止するように第一
の材料および第二の材料の上に圧力を保ち続ける。クラ
ンプヘッドは、軟化または溶融した材料が、蓋と接触し
ているクランプヘッドの一部の下におよび/またはその
部分を越えて流れるのを効果的にせき止める。
形成させるために使用される工程の最初の段階は容器の
内側リムにおいて予備的な第一シートウェーブ94を形
成させることを含んでいることが理解できる。好ましい
実施態様において材料の選択に帰せられるべき予備的ウ
ェーブ94の下側は、シールヘッドの下から移された第
一の材料の塊りが容器の内側リム16に向って流れ易く
なるように、第二のシートの高い表面92と接着剤でか
み合っている。かみ合いウェーブの形成中にクランプヘ
ッドは、容器に対して蓋を安定化させるように蓋を容器
に締め付け続け、そしてまた、溶融した第一の材料およ
び/または溶融した第二の材料の一部が外側リムまで、
または外側リムに向って流れるのを防止するように第一
の材料および第二の材料の上に圧力を保ち続ける。クラ
ンプヘッドは、軟化または溶融した材料が、蓋と接触し
ているクランプヘッドの一部の下におよび/またはその
部分を越えて流れるのを効果的にせき止める。
【0026】ここで図6を参照すると、第二のシートの
一部は第二の材料74の一部を溶融し、そして/または
その場所を移すのに十分な時間加熱され、そして/また
は加圧される。溶融そして/または位置が移された第二
シートの一部はその後予備的な第一シートウェーブ94
(図5)中に流れて第二のシートウェーブ62Bを形成
させると同時に、かみ合い領域102の上で容器の内側
リムの回りの第二のシートウェーブ62Bとかみ合う第
一のシートウェーブ62Aを形成するように、第二のシ
ートウェーブ62Bの下で予備的な第一のシートウェー
ブの一部の場所を移す。換言すればこの第二のシートウ
ェーブ62Bは、予備的ウェーブ94を上部と下部に分
割するように、上に向って予備的な第一のシートウェー
ブ94の中に“噴射するか”、または流れ、そしてこの
下部は第一のシートウェーブ62Aと呼ばれる。このウ
ェーブ62Aはその外周に沿って境界が定められた第一
のシートウェーブの隆起表面104ばかりでなく、この
隆起表面104の末端に位置する第一のシートウェーブ
の先端96を有し、そしてこの先端は第一のシートウェ
ーブ62Aのウェーブ下側108 (図7)の末端に位置
していることが理解できる。
一部は第二の材料74の一部を溶融し、そして/または
その場所を移すのに十分な時間加熱され、そして/また
は加圧される。溶融そして/または位置が移された第二
シートの一部はその後予備的な第一シートウェーブ94
(図5)中に流れて第二のシートウェーブ62Bを形成
させると同時に、かみ合い領域102の上で容器の内側
リムの回りの第二のシートウェーブ62Bとかみ合う第
一のシートウェーブ62Aを形成するように、第二のシ
ートウェーブ62Bの下で予備的な第一のシートウェー
ブの一部の場所を移す。換言すればこの第二のシートウ
ェーブ62Bは、予備的ウェーブ94を上部と下部に分
割するように、上に向って予備的な第一のシートウェー
ブ94の中に“噴射するか”、または流れ、そしてこの
下部は第一のシートウェーブ62Aと呼ばれる。このウ
ェーブ62Aはその外周に沿って境界が定められた第一
のシートウェーブの隆起表面104ばかりでなく、この
隆起表面104の末端に位置する第一のシートウェーブ
の先端96を有し、そしてこの先端は第一のシートウェ
ーブ62Aのウェーブ下側108 (図7)の末端に位置
していることが理解できる。
【0027】同様に、第二のシートウェーブ62Bは第
二のシートウェーブの隆起表面112と第二のシートウ
ェーブの下側114の末端に位置している第二のシート
ウェーブの先端110を含むことがわかる。より特定的
には、ウェーブ62A、62Bは第一のシートウェーブ
の先端と第二のシートウェーブの先端との間で重なって
かみ合い領域102を形成していることがわかる。第一
のシートウェーブの先端は第二のシートウェーブの先端
の下に位置している。分配された内圧122は第一のシ
ートウェーブ隆起表面104に対して垂直に形成された
一組の矢印によって示されている。この分配された内圧
は、関係する領域にわたって分配された内圧122の合
計を表している圧力矢印124の集中した場所によって
表すことができる。剪断カップル(shear cou
ple)A−A116は圧力矢印124の集中した場所
と反対に作用して、容器/蓋の接合個所の破裂強度がか
み合いウェーブデザインのウェーブの厚い根元133
(図7)によって増強されることを目に見えるように表
していることがわかる。
二のシートウェーブの隆起表面112と第二のシートウ
ェーブの下側114の末端に位置している第二のシート
ウェーブの先端110を含むことがわかる。より特定的
には、ウェーブ62A、62Bは第一のシートウェーブ
の先端と第二のシートウェーブの先端との間で重なって
かみ合い領域102を形成していることがわかる。第一
のシートウェーブの先端は第二のシートウェーブの先端
の下に位置している。分配された内圧122は第一のシ
ートウェーブ隆起表面104に対して垂直に形成された
一組の矢印によって示されている。この分配された内圧
は、関係する領域にわたって分配された内圧122の合
計を表している圧力矢印124の集中した場所によって
表すことができる。剪断カップル(shear cou
ple)A−A116は圧力矢印124の集中した場所
と反対に作用して、容器/蓋の接合個所の破裂強度がか
み合いウェーブデザインのウェーブの厚い根元133
(図7)によって増強されることを目に見えるように表
していることがわかる。
【0028】分配された内圧122が容器/蓋構造全体
にわたってフープ応力を発生させて、これらのフープ応
力が第二ウェーブの材料を横切る剪断力によって中和さ
れることは周知である。分配された内圧122に対して
実質的に垂直に形成されたかみ合いウェーブ62A,6
2Bを使用することによって、容器/蓋接合構造は、約
275kPaまでの内圧から、破壊されるのを効果的に
阻止する(図8,9参照)。従来の容器/蓋接合構造
は、容器/蓋破壊面位置にかみ合いウェーブの支持体を
設けないで、単に蓋を容器フランジに接着させることに
頼っている。目で見てわかるように表す目的のために、
図6はまた、第一のシートウェーブの隆起表面104に
対して垂直に定められ、かつ第二のシートウェーブの先
端110と接線方向で交差している先端圧力ベクトル
(apex pressurevector)126を
含んでいる。
にわたってフープ応力を発生させて、これらのフープ応
力が第二ウェーブの材料を横切る剪断力によって中和さ
れることは周知である。分配された内圧122に対して
実質的に垂直に形成されたかみ合いウェーブ62A,6
2Bを使用することによって、容器/蓋接合構造は、約
275kPaまでの内圧から、破壊されるのを効果的に
阻止する(図8,9参照)。従来の容器/蓋接合構造
は、容器/蓋破壊面位置にかみ合いウェーブの支持体を
設けないで、単に蓋を容器フランジに接着させることに
頼っている。目で見てわかるように表す目的のために、
図6はまた、第一のシートウェーブの隆起表面104に
対して垂直に定められ、かつ第二のシートウェーブの先
端110と接線方向で交差している先端圧力ベクトル
(apex pressurevector)126を
含んでいる。
【0029】容器/蓋接合材料とともに、圧力および温
度は、クランプヘッドおよび加熱されたシールヘッドを
適用した後に、第一のシートウェーブ先端と第二のシー
トウェーブ先端とが、第一のシートウェーブ先端と先端
圧力ベクトル126との間で、圧力124の限定された
集中個所、すなわち密閉された蓋と、第一のシートウェ
ーブ隆起表面に適用された容器との中に含まれて分配さ
れた内圧122の一部を代表する圧力の集中個所の反対
側に位置するように、選択される。第一のシートウェー
ブ先端をこのような場所に置くと接続個所の有効なかみ
合い領域が拡大する一方、ウェーブ62A,62Bの下
側に相当する剪断応力の大きさを減少させる。図解され
た好ましい実施態様においてシールヘッドは約220℃
ないし230℃に加熱され、そして約2750ないし3
800kPaの一定の圧力の下に約1秒間容器/蓋構造
物に対して押し付けられる。本発明の物品においては、
第一のシートウェーブ先端96は少なくとも圧力矢印1
24の集中個所の左の方へ延びているべきであるが、そ
れに代わる実施態様においては第一のシートウェーブ先
端は少なくとも先端圧力ベクトル126の左の方へ延び
ていなければならず、そしてこれは勿論、接合のために
用いられる材料の選択によって決まる。
度は、クランプヘッドおよび加熱されたシールヘッドを
適用した後に、第一のシートウェーブ先端と第二のシー
トウェーブ先端とが、第一のシートウェーブ先端と先端
圧力ベクトル126との間で、圧力124の限定された
集中個所、すなわち密閉された蓋と、第一のシートウェ
ーブ隆起表面に適用された容器との中に含まれて分配さ
れた内圧122の一部を代表する圧力の集中個所の反対
側に位置するように、選択される。第一のシートウェー
ブ先端をこのような場所に置くと接続個所の有効なかみ
合い領域が拡大する一方、ウェーブ62A,62Bの下
側に相当する剪断応力の大きさを減少させる。図解され
た好ましい実施態様においてシールヘッドは約220℃
ないし230℃に加熱され、そして約2750ないし3
800kPaの一定の圧力の下に約1秒間容器/蓋構造
物に対して押し付けられる。本発明の物品においては、
第一のシートウェーブ先端96は少なくとも圧力矢印1
24の集中個所の左の方へ延びているべきであるが、そ
れに代わる実施態様においては第一のシートウェーブ先
端は少なくとも先端圧力ベクトル126の左の方へ延び
ていなければならず、そしてこれは勿論、接合のために
用いられる材料の選択によって決まる。
【0030】ここで図7を参照すると、消費者が蓋を容
器から取り除くことを望むとき、少なくとも破断点13
2を越えて接合面80をさらすために蓋が第二のシート
材料から上方に離れて持ち上がるように、矢印118で
示される剥離力が第一のシートの縁部に適用される。そ
れ故、容器から蓋を除去するのに要求される剥離開始力
は、破断点132で第一の材料の引張破断を起こすのに
勿論必要な力と共に、容器の外側リム18 (図2)から
蓋の高さ変化領域70Aを経て破断点132に至るまで
の第一の材料と第二の材料とが遭遇する付着力を克服す
るだけで十分であることが想像される。したがって剥が
す力は主として付着抵抗力を克服する程度しか必要でな
いが、破断する容器については内部圧力はウェーブの根
元133の領域におけるA−A線で第二のシートウェー
ブに少なくとも破壊と切り取りを起こさせるのに十分で
なければならない。
器から取り除くことを望むとき、少なくとも破断点13
2を越えて接合面80をさらすために蓋が第二のシート
材料から上方に離れて持ち上がるように、矢印118で
示される剥離力が第一のシートの縁部に適用される。そ
れ故、容器から蓋を除去するのに要求される剥離開始力
は、破断点132で第一の材料の引張破断を起こすのに
勿論必要な力と共に、容器の外側リム18 (図2)から
蓋の高さ変化領域70Aを経て破断点132に至るまで
の第一の材料と第二の材料とが遭遇する付着力を克服す
るだけで十分であることが想像される。したがって剥が
す力は主として付着抵抗力を克服する程度しか必要でな
いが、破断する容器については内部圧力はウェーブの根
元133の領域におけるA−A線で第二のシートウェー
ブに少なくとも破壊と切り取りを起こさせるのに十分で
なければならない。
【0031】前に述べたように、欧州特許出願明細書第
440291号に記載され、そして本明細書中で図9に
図解されている簡単なウェーブ密閉構造と、図2に示さ
れているクランプウェーブ密閉構造とを比較した場合
に、かみ合いウェーブ62C,62Dを置く前に(非)
−接着接合表面80を有する新しいクランプウェーブ密
閉構造によって容器の外側リム18Aからかみ合いウェ
ーブ62C,62D(図9)を除くと、剥離開始力が著
しく減少することがわかる。
440291号に記載され、そして本明細書中で図9に
図解されている簡単なウェーブ密閉構造と、図2に示さ
れているクランプウェーブ密閉構造とを比較した場合
に、かみ合いウェーブ62C,62Dを置く前に(非)
−接着接合表面80を有する新しいクランプウェーブ密
閉構造によって容器の外側リム18Aからかみ合いウェ
ーブ62C,62D(図9)を除くと、剥離開始力が著
しく減少することがわかる。
【0032】ここでさらに図7を特定的に参照すると、
クランプヘッド26と加熱されたシールヘッド20とを
組み合せて用いると非常に優れたクランプウェーブ密閉
構造を形成できることがわかる。クランプヘッド26は
上方表面72と蓋の高さ変化領域70を有する蓋の第二
の部分136で初めて蓋12と接触し、そしてこの領域
70は、加熱されたシールヘッド20と、容器の内側リ
ムに向って置かれた蓋の第一の部分140とその後接触
することによって下方にゆがめられた蓋の第二の部分の
一部である。蓋の第一の部分140は低い表面(low
ersurface)142と、加熱されたシールヘッ
ドの傾斜部分を蓋の上に押し付けることによって形成さ
れた蓋の傾斜領域139とを含むことがわかる。この蓋
の傾斜領域は低い表面から容器の蓋143 (図1)の中
心に向って上方に延びており、そして蓋の屋根(roo
f)表面145、典型的には低い表面142の下に形成
されたかみ合いウェーブの一部、蓋の傾斜表面および内
側リム16に隣接して置かれた蓋の屋根表面と合体して
いる。弾性撓みのために、傾斜表面139は加熱された
シールヘッドに形成された角度τ88よりも一般に小さ
い角度を有する。
クランプヘッド26と加熱されたシールヘッド20とを
組み合せて用いると非常に優れたクランプウェーブ密閉
構造を形成できることがわかる。クランプヘッド26は
上方表面72と蓋の高さ変化領域70を有する蓋の第二
の部分136で初めて蓋12と接触し、そしてこの領域
70は、加熱されたシールヘッド20と、容器の内側リ
ムに向って置かれた蓋の第一の部分140とその後接触
することによって下方にゆがめられた蓋の第二の部分の
一部である。蓋の第一の部分140は低い表面(low
ersurface)142と、加熱されたシールヘッ
ドの傾斜部分を蓋の上に押し付けることによって形成さ
れた蓋の傾斜領域139とを含むことがわかる。この蓋
の傾斜領域は低い表面から容器の蓋143 (図1)の中
心に向って上方に延びており、そして蓋の屋根(roo
f)表面145、典型的には低い表面142の下に形成
されたかみ合いウェーブの一部、蓋の傾斜表面および内
側リム16に隣接して置かれた蓋の屋根表面と合体して
いる。弾性撓みのために、傾斜表面139は加熱された
シールヘッドに形成された角度τ88よりも一般に小さ
い角度を有する。
【0033】それ故シールヘッドの成形表面およびクラ
ンプヘッドの成形表面は、第一のシートウェーブおよび
第二のシートウェーブ62A,62Bを形成させるばか
りでなく、蓋の第一部の部分140における低い表面1
42、並びに蓋の第二の部分136の一部における高い
表面72を形成させ、さらに高い表面72と低い表面1
42との間に蓋の高さ変化領域70を形成させるに適合
されていることがわかる。蓋の高さ変化領域70は低い
表面142から高い表面72に向って上方に延び、そし
てこの低い表面はクランプヘッドの停止高さの下で加熱
シールヘッドを下方へ動かすことによって高い表面より
も低い高さに形成されることがわかる。蓋の高さ変化領
域70は低い表面142に隣接して置かれた第一の勾配
変移点144並びに高い表面72に隣接して置かれた第
二の勾配変移点146を含むことがわかる。クランプヘ
ッド、シールヘッド並びに蓋およびフランジの材料特性
によって、蓋の勾配は勾配変移点144,146におい
て非常にゆるやかに、または急激に変化することができ
る。これらの材料はこれらの勾配変移点の一方または他
方、あるいはその両方で半径または十分に範囲が定めら
れた稜線を形成していてもよい。
ンプヘッドの成形表面は、第一のシートウェーブおよび
第二のシートウェーブ62A,62Bを形成させるばか
りでなく、蓋の第一部の部分140における低い表面1
42、並びに蓋の第二の部分136の一部における高い
表面72を形成させ、さらに高い表面72と低い表面1
42との間に蓋の高さ変化領域70を形成させるに適合
されていることがわかる。蓋の高さ変化領域70は低い
表面142から高い表面72に向って上方に延び、そし
てこの低い表面はクランプヘッドの停止高さの下で加熱
シールヘッドを下方へ動かすことによって高い表面より
も低い高さに形成されることがわかる。蓋の高さ変化領
域70は低い表面142に隣接して置かれた第一の勾配
変移点144並びに高い表面72に隣接して置かれた第
二の勾配変移点146を含むことがわかる。クランプヘ
ッド、シールヘッド並びに蓋およびフランジの材料特性
によって、蓋の勾配は勾配変移点144,146におい
て非常にゆるやかに、または急激に変化することができ
る。これらの材料はこれらの勾配変移点の一方または他
方、あるいはその両方で半径または十分に範囲が定めら
れた稜線を形成していてもよい。
【0034】それ故蓋は、内側リムと外側リムとの間
に、かみ合いウェーブから外側リムに向って外側に平ら
に置き換わる低い表面、並びにこの低い表面から外側リ
ムに向って上方に延びる蓋の高さ変化領域、並びに蓋の
高さ変化領域から外側リムに向って外側に平らに延びる
高い表面を含むことがわかる。同様に、外側リムから内
側リムに向って進行させると容器の第二の材料74はま
た、高い表面72A、第二の勾配変移点146A、下方
に傾斜する蓋の高さ変化領域70A、第一の勾配変移点
144A、低い表面142A、および低い表面142A
から容器の中心に向って上方に延びる蓋の傾斜領域13
9Aを有することがわかる。第二の材料の相対的な寸法
および形状は平坦部分(planar)の量(amou
nt)および蓋を通って容器の材料中に運ばれる材料の
流れの歪(material flow distor
tion(s))によって決まる。
に、かみ合いウェーブから外側リムに向って外側に平ら
に置き換わる低い表面、並びにこの低い表面から外側リ
ムに向って上方に延びる蓋の高さ変化領域、並びに蓋の
高さ変化領域から外側リムに向って外側に平らに延びる
高い表面を含むことがわかる。同様に、外側リムから内
側リムに向って進行させると容器の第二の材料74はま
た、高い表面72A、第二の勾配変移点146A、下方
に傾斜する蓋の高さ変化領域70A、第一の勾配変移点
144A、低い表面142A、および低い表面142A
から容器の中心に向って上方に延びる蓋の傾斜領域13
9Aを有することがわかる。第二の材料の相対的な寸法
および形状は平坦部分(planar)の量(amou
nt)および蓋を通って容器の材料中に運ばれる材料の
流れの歪(material flow distor
tion(s))によって決まる。
【0035】本発明の実施態様において第二のシートウ
ェーブはこのウェーブの最上部に小高い先端(elev
ation apex)147を含み、そしてこの先端
147は低い表面142Aよりも大きく、また蓋の高い
表面72よりも大きい垂直の高い部分(elevati
on)を有する。容器の高い表面72Aは一般にウェー
ブの小高い先端147よりも低いが、容器の低い表面1
42Aよりは高い高さを有する。支持ダイ46 (図1)
はシールヘッドとクランプヘッドとの衝撃領域の下に配
置され、そしてこの領域から外側に延びているので、ク
ランプウェーブ密閉構造が形成された後では、低い表面
142,142A、高さ変化領域70,70Aおよび高
い表面72,72Aの一部はすべて支持ダイ46の上に
置かれる。蓋12は蓋の高さ変化領域から容器の外側リ
ムに向って外側に同じ高さで延びる。クランプヘッド2
6は、蓋および容器の溶融部分が容器の外側リムまで、
またはこの外側リムに向って外側に流れるのを防ぐよう
に、加熱されたシールヘッドによって融けた溶融部分の
ための堰を効果的に形成する。外側リムに向って材料が
流れるのを防ぐと、高い剥離開始圧力をもたらすかみ合
いウェーブが容器の外側リムの回りに形成するのを防止
する。
ェーブはこのウェーブの最上部に小高い先端(elev
ation apex)147を含み、そしてこの先端
147は低い表面142Aよりも大きく、また蓋の高い
表面72よりも大きい垂直の高い部分(elevati
on)を有する。容器の高い表面72Aは一般にウェー
ブの小高い先端147よりも低いが、容器の低い表面1
42Aよりは高い高さを有する。支持ダイ46 (図1)
はシールヘッドとクランプヘッドとの衝撃領域の下に配
置され、そしてこの領域から外側に延びているので、ク
ランプウェーブ密閉構造が形成された後では、低い表面
142,142A、高さ変化領域70,70Aおよび高
い表面72,72Aの一部はすべて支持ダイ46の上に
置かれる。蓋12は蓋の高さ変化領域から容器の外側リ
ムに向って外側に同じ高さで延びる。クランプヘッド2
6は、蓋および容器の溶融部分が容器の外側リムまで、
またはこの外側リムに向って外側に流れるのを防ぐよう
に、加熱されたシールヘッドによって融けた溶融部分の
ための堰を効果的に形成する。外側リムに向って材料が
流れるのを防ぐと、高い剥離開始圧力をもたらすかみ合
いウェーブが容器の外側リムの回りに形成するのを防止
する。
【0036】図7でわかるように本発明の実施態様にお
いては、蓋が容器から剥がされるときに第二のシートウ
ェーブ62Bが容器とともに残るように加熱シールヘッ
ドが形づくられる。剥がされるとき、蓋はそれが容器材
料の回りを丁度包む点まで破壊面を横切って完全に除去
される。この点で蓋は破れて、容器に結合した僅かな部
分の第一の材料を残す。この破壊面は蓋とともに除去さ
れる材料と、容器とともに残る材料との接続個所によっ
て範囲が定められる。
いては、蓋が容器から剥がされるときに第二のシートウ
ェーブ62Bが容器とともに残るように加熱シールヘッ
ドが形づくられる。剥がされるとき、蓋はそれが容器材
料の回りを丁度包む点まで破壊面を横切って完全に除去
される。この点で蓋は破れて、容器に結合した僅かな部
分の第一の材料を残す。この破壊面は蓋とともに除去さ
れる材料と、容器とともに残る材料との接続個所によっ
て範囲が定められる。
【0037】本発明の剥離破壊面の場所と、ゴセッジ等
に与えられた米国特許第4,961,513号に説明さ
れた蓋の密閉系のそれとを比較するに当っては、蓋の剥
離プロセス中に容器フランジの上の耳を残しておくこと
は容認できないとゴセッジが述べていることに注意しな
ければならない(ゴセッジの第4欄第17行ないし第4
8行、およびゴセッジの第5図を参照)。それ故ゴセッ
ジの蓋剥離系はゴセッジのボスの根元(34)の制御さ
れた厚さに著しく左右されるのに対し、本発明ではこの
ように敏感な部分は存在しない。本発明は適当な蓋の剥
離操作のためにゴセッジの複雑な多葉(multipl
anar)のダイ表面を必要としない。構造的にも勿
論、本発明は、外側リムに向って妨げられずに延びてい
る蓋の高さ変化領域および高い表面72と結合された、
容器の内側リムに隣接した1つのかみ合いウェーブ系に
よって2対のかみ合いウェーブを置き換えている点でゴ
セッジの特許とは異っている。
に与えられた米国特許第4,961,513号に説明さ
れた蓋の密閉系のそれとを比較するに当っては、蓋の剥
離プロセス中に容器フランジの上の耳を残しておくこと
は容認できないとゴセッジが述べていることに注意しな
ければならない(ゴセッジの第4欄第17行ないし第4
8行、およびゴセッジの第5図を参照)。それ故ゴセッ
ジの蓋剥離系はゴセッジのボスの根元(34)の制御さ
れた厚さに著しく左右されるのに対し、本発明ではこの
ように敏感な部分は存在しない。本発明は適当な蓋の剥
離操作のためにゴセッジの複雑な多葉(multipl
anar)のダイ表面を必要としない。構造的にも勿
論、本発明は、外側リムに向って妨げられずに延びてい
る蓋の高さ変化領域および高い表面72と結合された、
容器の内側リムに隣接した1つのかみ合いウェーブ系に
よって2対のかみ合いウェーブを置き換えている点でゴ
セッジの特許とは異っている。
【0038】ここで図8および10を参照すると、クラ
ンプウェーブ密閉構造の利点が容易に明らかになる。2
75kPaの破裂圧力においてクランプウェーブ密閉構
造は僅か0.54kgの平均剥離力しか持たないのに対
し、簡単なウェーブ密閉構造は0.64kgの平均剥離
力を有し、そして従来の接着剤による密閉系は約1.1
4kgの平均剥離力を有する(図8を参照)。なお一層
重要なことには、図10に示されるように剥離開始力
は、クランプウェーブ密閉構造を使用することによっ
て、5.5ないし6.8kgの初めの値(それぞれ従来
の接着剤による密閉系および簡単なウェーブ密閉構造に
関する値)から1.14kgの値まで著しく減少した。
したがって本発明のクランプウェーブ密閉構造は殺菌
(レトルト)工程で遭遇する破裂圧力に高度に耐えるに
も拘らず容易に開けることができて、しかも容易に剥が
すことができる容器を生ずる。
ンプウェーブ密閉構造の利点が容易に明らかになる。2
75kPaの破裂圧力においてクランプウェーブ密閉構
造は僅か0.54kgの平均剥離力しか持たないのに対
し、簡単なウェーブ密閉構造は0.64kgの平均剥離
力を有し、そして従来の接着剤による密閉系は約1.1
4kgの平均剥離力を有する(図8を参照)。なお一層
重要なことには、図10に示されるように剥離開始力
は、クランプウェーブ密閉構造を使用することによっ
て、5.5ないし6.8kgの初めの値(それぞれ従来
の接着剤による密閉系および簡単なウェーブ密閉構造に
関する値)から1.14kgの値まで著しく減少した。
したがって本発明のクランプウェーブ密閉構造は殺菌
(レトルト)工程で遭遇する破裂圧力に高度に耐えるに
も拘らず容易に開けることができて、しかも容易に剥が
すことができる容器を生ずる。
【0039】ここで図11および12を参照すると、容
器は2つの方法で破り開けることができ、すなわち容器
の内部を加圧すると、容器材料74 (ポリプロピレン)
または蓋材料64 (ポリエチレン)のいずれかが弱る。
ポリプロピレンのキャップおよび高密度ポリエチレン
(HDPE)蓋材料のこの場合には、好ましく設計され
た破壊方法はウェーブの根元を通って破壊面150を生
じさせることである。なぜならばこれが最も高い破裂値
を生ずるからである。第二の場合(図12)、蓋の上の
低密度ポリエチレン(LDPE)64は、破壊面152
におけるような、容器の内圧によって起こる引張荷重の
下で弱まる。この型の破壊を示すウェーブはウェーブの
ポリプロピレン部分の根元で弱るウェーブよりも一般に
低い破裂圧力を有する。破壊面150を横切って100
%のポリプロピレンの破壊をもたらす密閉条件下で最高
の破裂値275kPaが達成されることが次の表1から
わかる。ポリプロピレンの破壊が図12に示される破壊
面152を横切って起こるとき破裂値は遙かに高い80
ないし190kPaになる。
器は2つの方法で破り開けることができ、すなわち容器
の内部を加圧すると、容器材料74 (ポリプロピレン)
または蓋材料64 (ポリエチレン)のいずれかが弱る。
ポリプロピレンのキャップおよび高密度ポリエチレン
(HDPE)蓋材料のこの場合には、好ましく設計され
た破壊方法はウェーブの根元を通って破壊面150を生
じさせることである。なぜならばこれが最も高い破裂値
を生ずるからである。第二の場合(図12)、蓋の上の
低密度ポリエチレン(LDPE)64は、破壊面152
におけるような、容器の内圧によって起こる引張荷重の
下で弱まる。この型の破壊を示すウェーブはウェーブの
ポリプロピレン部分の根元で弱るウェーブよりも一般に
低い破裂圧力を有する。破壊面150を横切って100
%のポリプロピレンの破壊をもたらす密閉条件下で最高
の破裂値275kPaが達成されることが次の表1から
わかる。ポリプロピレンの破壊が図12に示される破壊
面152を横切って起こるとき破裂値は遙かに高い80
ないし190kPaになる。
【0040】
【表1】 表 1 破壊モード分析 76mm DIA カップエネルギー積 * 破 裂 % PP破壊 % PE破壊 カップルA−Aを 破壊点132 横切る個所において において Alcoa F8087 .002 AL//.0015 LDPE+ 6.90 E6 79.3 0 100 7.10 E6 187.5 3 40 9.10 E6 214.4 32 12 9.93 E6 175.1 0 100 デュポン .002 AL//.0005 HDPE+ 6.76 E6 90.3 0 100 アルコアA9373P1 .002 AL//.0015 HDPE++ 6.34 E6 227.5 72 20 7.86 E6 275.8 100 0 *エネルギー積=時間(S)×温度(R)×圧力(kPa) +極限引張強さ=13800kPa ++極限引張強さ=41400kPa
【0041】表1によると、蓋材料の極限引張強さは破
裂強度に影響を及ぼすことがわかる。高密度ポリエチレ
ンの蓋シーラントは最高275kPaの破裂強度をもた
らすのに対し、低密度ポリエチレンのシーラントは最高
215kPaの破裂強度を生ずることがわかる。破裂強
度はウェーブの寸法とともに増大する。図13はポリプ
ロピレンの幅154、ポリエチレンの幅156、ポリプ
ロピレンの長さ158およびウェーブ角度160のよう
なウェーブ測定用語の定義を提供している。好ましい実
施態様において、ポリプロピレンの幅154は約0.1
3ないし0.25mmであり、ポリプロピレンの長さ1
58は0.25ないし0.63mmであり、ポリエチレ
ンの幅は0.075ないし0.20mmであり、そして
ウェーブ角度160は20ないし50°である。ポリプ
ロピレンウェーブの長さおよび幅を増やすことによって
ポリプロピレンの横断面積を増大させることができる。
裂強度に影響を及ぼすことがわかる。高密度ポリエチレ
ンの蓋シーラントは最高275kPaの破裂強度をもた
らすのに対し、低密度ポリエチレンのシーラントは最高
215kPaの破裂強度を生ずることがわかる。破裂強
度はウェーブの寸法とともに増大する。図13はポリプ
ロピレンの幅154、ポリエチレンの幅156、ポリプ
ロピレンの長さ158およびウェーブ角度160のよう
なウェーブ測定用語の定義を提供している。好ましい実
施態様において、ポリプロピレンの幅154は約0.1
3ないし0.25mmであり、ポリプロピレンの長さ1
58は0.25ないし0.63mmであり、ポリエチレ
ンの幅は0.075ないし0.20mmであり、そして
ウェーブ角度160は20ないし50°である。ポリプ
ロピレンウェーブの長さおよび幅を増やすことによって
ポリプロピレンの横断面積を増大させることができる。
【0042】図14は破裂圧力対ポリプロピレンの横断
面積をプロットしたものであり、この図において実線の
グラフは .00048 PET11 EVAX11 .0
02LDPE、幅PE=0.35mm、シータ=10.
2度の蓋系から導かれ、そして破線のグラフは .000
48PET11 .002AL11 .0015LDPE、
幅PE=0.08mm、テータ=2度の蓋系から導かれ
る。ポリプロピレンウェーブの横断面積の増大に伴って
破裂圧力が増大することがわかる。この図を考察するこ
とによって他の通例の蓋系に関する破裂圧力をグラフに
よって予想する図を導くことができる。ウェーブの横断
面積が増大すると、破裂圧力も増大することに注目され
たい。例によって、次の表2は長円形のトレーを蓋で密
閉する様々な方法について遭遇したレトルト前破裂圧力
およびレトルト後破裂圧力および剥離開始力を説明して
いる。クランプウェーブ密閉構造の利点は容易に明らか
である。剥離開始の値の検査によってクランプウェーブ
テクノロジーの剥がし易い特徴が強調される。
面積をプロットしたものであり、この図において実線の
グラフは .00048 PET11 EVAX11 .0
02LDPE、幅PE=0.35mm、シータ=10.
2度の蓋系から導かれ、そして破線のグラフは .000
48PET11 .002AL11 .0015LDPE、
幅PE=0.08mm、テータ=2度の蓋系から導かれ
る。ポリプロピレンウェーブの横断面積の増大に伴って
破裂圧力が増大することがわかる。この図を考察するこ
とによって他の通例の蓋系に関する破裂圧力をグラフに
よって予想する図を導くことができる。ウェーブの横断
面積が増大すると、破裂圧力も増大することに注目され
たい。例によって、次の表2は長円形のトレーを蓋で密
閉する様々な方法について遭遇したレトルト前破裂圧力
およびレトルト後破裂圧力および剥離開始力を説明して
いる。クランプウェーブ密閉構造の利点は容易に明らか
である。剥離開始の値の検査によってクランプウェーブ
テクノロジーの剥がし易い特徴が強調される。
【0043】
【表2】 表 2 長円形トレーを蓋で密閉する様々な方法 クランプウェーブ 密閉構造 レトルト前 レトルト後 の破裂圧力 破裂圧力 剥離開始力 平均剥離力 (kPa) (kPa) (kg) (kg) 金属箔//HDPE 206.8 193.1 2.95 1.5 PET//PVDC// 184.1 142.7 2.0 0.5 PET//HDPE PET//PVDC// 193.1 126.2 2.18 0.68 MOD HDPE従来の密閉 アメリカン ナショナル 179.3 131.0 5.23 2.05 カン (PET//PVDC//NY//積極的な密閉用接着剤)
【0044】クランプウェーブテクノロジーはまた様々
な形状を有する容器について使用できる。円形、長円形
および長方形が試験され、その結果を下の表3に示す。
円形が破裂圧力について最高の結果を生じ、そして破裂
強度は容器が円形から遠ざかるに従って減少することに
注意されたい。
な形状を有する容器について使用できる。円形、長円形
および長方形が試験され、その結果を下の表3に示す。
円形が破裂圧力について最高の結果を生じ、そして破裂
強度は容器が円形から遠ざかるに従って減少することに
注意されたい。
【0045】
【表3】 表 3 容器の形状の変化 蓋=PET//EVAX//LDPE 容器の形状 密 閉 条 件 破裂圧力 76 mm 円形 275℃, 1.4s, 207 kPa 207 kPa 4.5×6.5 長円形 300℃, 1.4s, 414 kPa 172 kPa 4.5×6.5 長方形 275℃, 1.2s, 420 kPa 117 kPa
【0046】クランプウェーブ密閉テクノロジーは密閉
領域において若干の汚染に耐えるものと思われる。従来
の密閉系は汚染に感じ易く、そして食物充填機械の建造
者は食物製品が容器のフランジにはねかかるのを阻止す
るためにあらゆる手段を講ずる。従来の密閉系において
は1ないし2%の密閉欠陥率は珍しいことではない。ク
ランプウェーブ密閉構造は下の図4に示されるように、
明らかに汚染物によって妨げられない。
領域において若干の汚染に耐えるものと思われる。従来
の密閉系は汚染に感じ易く、そして食物充填機械の建造
者は食物製品が容器のフランジにはねかかるのを阻止す
るためにあらゆる手段を講ずる。従来の密閉系において
は1ないし2%の密閉欠陥率は珍しいことではない。ク
ランプウェーブ密閉構造は下の図4に示されるように、
明らかに汚染物によって妨げられない。
【0047】
【表4】 表 4 汚染物の検討 蓋=金属箔//LDPE 汚 染 物 密 閉 条 件 合格品の数/試験品の数 チリグレービー 315℃, 1.0s, 275 kPa 25/25 ニワトリの脂肪 290℃, 1.0s, 240 kPa 25/25 バターソース 290℃, 1.0s, 240 kPa 22/22
【図1】本発明によって蓋を容器フランジに結合させる
場合の操作状態を示すクランプヘッドおよびシールヘッ
ドの部分的な断面を含む側面図である。
場合の操作状態を示すクランプヘッドおよびシールヘッ
ドの部分的な断面を含む側面図である。
【図2】本発明によるクランプウェーブ密閉構造を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図3】本発明のクランプヘッドと加熱されたシールヘ
ッドの要部を示す縦断面図である。
ッドの要部を示す縦断面図である。
【図4】加熱されたシールヘッドの温度と圧力との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図5】クランプヘッドが蓋と接触した後にシールヘッ
ドの接触領域から初めに流れる蓋材料の状態を示す、縦
断面図である。
ドの接触領域から初めに流れる蓋材料の状態を示す、縦
断面図である。
【図6】第一のかみ合いシートウェーブおよび第二のか
み合いシートウェーブを示す、縦断面図である。
み合いシートウェーブを示す、縦断面図である。
【図7】容器から剥がされる蓋の状態を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図8】本発明による密閉構造および従来技術による密
閉構造に関する破裂圧力対平均剥離力の関係を示すグラ
フである。
閉構造に関する破裂圧力対平均剥離力の関係を示すグラ
フである。
【図9】従来技術による密閉構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図10】本発明による密閉構造および従来技術による
密閉構造に関する破裂圧力対剥離開始力の関係を示すグ
ラフである。
密閉構造に関する破裂圧力対剥離開始力の関係を示すグ
ラフである。
【図11】クランプウェーブ密閉系の破裂圧力破壊機構
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図12】クランプウェーブ密閉系の破裂圧力破壊機構
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図13】本発明によるかみ合いウェーブ系を示す縦断
面図である。
面図である。
【図14】2つの異なる密閉蓋系に関する破裂圧力対ポ
リプロピレンウェーブ横断面積の関係を示すグラフであ
る。
リプロピレンウェーブ横断面積の関係を示すグラフであ
る。
12 蓋 14 容器フランジ 10 クランプウェーブ密閉構造を形成させるための
装置 16 内側リム 18 外側リム 20 シールヘッド 26 クランプヘッド 30 クランプヘッド 40 シールヘッド 46 支持ダイ 60 密閉構造 68 密閉領域
装置 16 内側リム 18 外側リム 20 シールヘッド 26 クランプヘッド 30 クランプヘッド 40 シールヘッド 46 支持ダイ 60 密閉構造 68 密閉領域
Claims (8)
- 【請求項1】 蓋と容器フランジとの間に剥離可能なシ
ールを形成する方法において、クランプヘッドを下方に
移動させて前記蓋の一部と接触させることによって前記
蓋を前記容器フランジに締め付け;加熱されたシールヘ
ッドを下方に駆動させて蓋と接触させることによって蓋
材料の一部および容器フランジ材料の一部を溶融または
軟化させ;容器の内側リムの回りに蓋材料と容器フラン
ジ材料とのかみ合いウェーブを形成させるように前記溶
融または軟化した材料の上にシールヘッド圧力を維持
し;そして容器/蓋系の上に締付圧力を維持して溶融ま
たは軟化した容器/蓋材料が前記外側リムまで、または
その外側リムに向って流れるのを抑制することからなる
前記方法。 - 【請求項2】 シールヘッドの形状およびそれの圧力
が、蓋材料中に第一のシートウェーブ先端を有する第一
のシートウェーブを形成させるとともに、容器フランジ
材料中に第二のシートウェーブ先端を有する第二のシー
トウェーブを形成させるような形状および圧力であり、
そして前記第二のシートウェーブ先端の下に前記第一の
シートウェーブ先端の場所を移し、かつそれらの間にか
み合い領域を形成させるように圧力を維持する請求項1
の方法。 - 【請求項3】 クランプヘッドの形状およびそれの圧力
が、前記シールヘッドと前記クランプヘッドとの間に蓋
の高さ変化領域を形成させるような形状および圧力であ
り、そして前記クランプヘッドによって押し付けられた
前記蓋部分に向いた前記シールヘッドによって押し付け
られた前記蓋部分から前記蓋の高さ変化領域が上方に延
びている請求項1または2の方法。 - 【請求項4】 2750ないし4140kPaの締付圧
力を適用することによって蓋を容器に締め付ける請求項
1、2または3の方法。 - 【請求項5】 クランプヘッドおよび加熱されたシール
ヘッドを前後に並べて蓋に向けて下方に移動させ;そし
てクランプヘッドをシールヘッドよりも先行させる請求
項1ないし4のいずれか1つの方法。 - 【請求項6】 フランジの上方にある蓋と協同する寸法
に合わせて作られた成形表面を有するシールヘッド;前
記シールヘッドと係合して操作されるヒーター;フラン
ジの上方にある蓋と協同する寸法に合わせて作られた成
形表面を有し、そして容器の内側に関して前記シールヘ
ッドから外側に位置するクランプヘッド;前記蓋を前記
容器フランジに締め付けるように前記クランプヘッドを
下方に移動させて前記蓋と接触させるための、前記クラ
ンプヘッドと係合して操作されるクランプヘッド移動手
段;前記シールヘッドを下方に移動させて前記フランジ
の上方にある前記蓋と接触させるための、前記シールヘ
ッドと係合して操作されるシールヘッド移動手段を含
み;そして前記容器の内側リムの回りに蓋材料と容器材
料からなるかみ合いウェーブを形成させ、かつ前記容器
の外側リムに向いた蓋の高さ変化領域を形成させるよう
に、シールヘッドの表面およびクランプヘッドの表面が
形づくられている、蓋と容器フランジとの間に剥離可能
なクランプウェーブ密閉構造を形成させるための装置。 - 【請求項7】 第一のシートウェーブ先端を有する蓋に
第一のシートウェーブを形成させ;第二のシートウェー
ブ先端を有する容器フランジに第二のシートウェーブを
形成させ、そして前記第二のシートウェーブと前記第一
のシートウェーブは前記第一のシートウェーブ先端と前
記第二のシートウェーブ先端との間で重なって、それら
の間にかみ合い領域を形成し;シールヘッドによって接
触させられた蓋の一部に低い表面を形成させ;クランプ
ヘッドによって接触させられた蓋の一部に高い表面を形
成させ;そして前記高い表面と前記低い表面との間の蓋
の高さ変化領域が前記低い表面から前記高い表面に向っ
て上方に延び、前記クランプヘッドの低い表面の下で前
記加熱されたシールヘッドの低い表面を下方へ移動させ
ることによって、前記高い表面よりも低い高さに前記低
い表面を形成させるように、シールヘッドの表面および
クランプヘッドの表面が形づくられている請求項6の装
置。 - 【請求項8】 請求項1ないし5のいずれか1つの方法
あるいは請求項6または7の装置によって得られた、密
封されている蓋を有する容器。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/685,242 US5160391A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Method for the formation of a clamped wave seal structure |
US07/685242 | 1991-04-15 | ||
US07/685,100 US5164208A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Apparatus for the formation of a clamped wave lid seal structure |
US07/685100 | 1991-04-15 | ||
US07/685243 | 1991-04-15 | ||
US07/685,243 US5240133A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Clamped-wave lid seal structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05132018A true JPH05132018A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=27418451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4118539A Pending JPH05132018A (ja) | 1991-04-15 | 1992-04-13 | クランプウエーブ蓋密閉構造の形成 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0509591A1 (ja) |
JP (1) | JPH05132018A (ja) |
KR (1) | KR920019635A (ja) |
CN (1) | CN1066829A (ja) |
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