JPH06345074A - カートン開放構造の形成方法及び装置、及びカートン - Google Patents

カートン開放構造の形成方法及び装置、及びカートン

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JPH06345074A
JPH06345074A JP4329421A JP32942192A JPH06345074A JP H06345074 A JPH06345074 A JP H06345074A JP 4329421 A JP4329421 A JP 4329421A JP 32942192 A JP32942192 A JP 32942192A JP H06345074 A JPH06345074 A JP H06345074A
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TETRA RABARU HOLDINGS and FUAINANSU SA
Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、剛化剤からなるテープを用
いて有効なシールを形成するカートンシール方法及びシ
ール装置を提供することにある。 【構成】 底部と、側壁と、前壁及び後壁と、ゲーブル
トップヒートシール形閉鎖体と、注ぎ口を形成できる開
放可能な閉鎖体と、注ぎ口の内部に接着剤により貼着さ
れたテープとを有する形式の熱可塑性プラスチック被覆
形カートンを閉鎖し且つヒートシールする本発明の方法
は、テープではなくシールフィンの表面に熱を加え、前
壁、後壁及び側壁をシールフィン内に一体に折り畳み、
シーリングジョーの間でシールフィンをクランプし、フ
ィンパネルの縁部の方に接着剤を変位させる工程を有し
ており、ヒートシーリング工程中にテープが歪まない状
態に維持され、接着剤がフィンパネルの縁部に沿う有効
シールを形成し、テープがカートンの開放を容易にする
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体食料品を包装するカ
ートン（ボール箱）に関し、より詳しくは、該カートン
の頂部開放構造を形成し且つシールする方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】牛乳及びジュースを分配するのに、一般
に板紙カートンが使用されている。一般に板紙カートン
は、板紙の中央層と、ポリエチレンの外側層とを備えた
平らな素材から形成される。この積層体（ラミネート）
には気体遮断層を設けることができる。これらのカート
ンの一般的形態は、ゲーブルトップ（切妻屋根形）カー
トンと呼ばれている。この形式のカートンは４つの側面
と１つの平底とを有している。カートンの頂部は屋根に
似た閉鎖構造に折り畳まれている。屋根の棟に沿ってシ
ールフィンが上方に突出している。シールフィンを形成
する積層体は、ポリエチレンを軟化するため加熱され
る。次にシールフィンに沿って積層体を一体に押圧し且
つ冷却すれば、ポリエチレン層が固定接合部を形成す
る。
【０００３】シールされたカートンを開くには、屋根の
側部を引き離し、屋根の端部と棟の中央部との間のシー
ルフィンの各半部を分離させる。シールフィンの他の半
部はシール状態に保たれる。カートン開放の第２段階と
してシールフィンの内側層の開封（アンシーリング）が
必要であり、これは、屋根の両側部を更に揺動させ、屋
根の棟の中央部を通って互いに引き離すことにより行わ
れる。次に、シールフィンの内側層間のシールを破るの
に充分な力を加えて両側部を互いに近づく方向に押圧し
た後、外方に揺動させて注ぎ口を形成する。
【０００４】ゲーブルトップカートンは広く使用されて
いるけれども、開放構造については、開放作業及び注ぎ
口の形成が困難であると消費者により酷評を受けてい
る。従来のカートンでは、シールフィンの層間のシール
を破るのに、しばしば、充分な力を加えてシールフィン
の中央部から注ぎ口を実際に引き離すことが必要にな
る。シールフィンが引き剥がされるとき、ポリエチレン
の全てがシールの一方の側にくっ付き、この結果、紙の
粗面が露出される。紙のこの粗面は視覚的に醜いだけで
なく、カートンの最初の使用後に長時間開放状態が維持
されるとバクテリア源にもなり得る。
【０００５】開放構造を改良するのに種々の試みがなさ
れている。開放構造を改良する１つの示唆が米国特許第
4,712,727 号に開示されており、該技術は、シールフィ
ンにオーバラップするカートン素材の内側に接着剤被覆
プラスチックストリップを設けるものである。プラスチ
ックテープは、該テープと反対側のポリエチレン被覆と
の間の接着力を低下させ、これによりシールフィンの開
放に要する力を低減できる。またテープはシールフィン
を強化するので、注ぎ口を形成する第２開放段階におい
てシールフィンの両側部は、座屈を生じさせようとする
あらゆる傾向に耐えることができる。しかしながら、こ
の米国特許に提案された構造は、現在使用されているカ
ートン充填／シール機械において満足のいく結果は得ら
れない。テープはシール作業中に移動し易く、これによ
り気密シールが妨げられ、或る場合にはカートンの内容
物の漏洩が生じる。テープを用いることに伴う他の問題
は、シール作業中にテープに皺（しわ）が寄ったり、平
らにならないことである。これらの全ての問題はシール
を不完全にし、このためＯ2 透過又は製品浸透が生じ
る。実際の商業用途の場合、カートンは消費者により開
封されるまではシールされた状態に維持されなくてはな
らない。例えば、テープの使用によりシールフィンに生
じるチャンネルが微細であっても、空気がカートン内に
入って内容物が損なわれるであろう。また、カートンの
輸送及び取扱いに際し、特にシールフィンの中央部の折
り目に沿って内容物の漏洩が生じる。実際問題として、
シールの一体性（integrity)は、商業的に実行可能なカ
ートン開放構造を形成する上で重要なことである。
【０００６】カートン素材の表面にテープを取り付ける
のに種々の技術がある。一般に、テープの一面には接着
剤の被覆があり、テープはこの接着剤によりカートン素
材の表面に接着される。注ぎ口の箇所に接着剤を使用す
るとシールフィンが顕著に厚くなり、このため、テープ
の存在に適合させるべく従来のカートンシール設備を変
更する必要がある。他の問題は、接着剤はシール作業中
に、その少なくとも一部がテープからはみ出すことが考
えられることである。接着剤の塑性により、接着剤はテ
ープを安定支持できず、このためシール作業中にテープ
の移動、皺寄せ及び歪みが生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、剛化
剤からなるテープを用いて有効なシールを形成するカー
トンシール方法及びシール装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、注ぎ口の箇所でカートン素材の内
面に接着される剛化テープ（stiffening tape)を備えた
ゲーブルトップカートンのシール方法及びシール装置を
提供することにある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、注ぎ口の箇所に
剛化剤からなるテープを用いるときに、接着剤の塑性流
動を制御してシールフィンに有効シールを形成する方法
及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、底部及び側壁を備えた折畳み可能なポリエチレン
被覆材料からなるゲーブルトップカートン素材により達
成される。本発明のゲーブルトップ構造は、シールフィ
ンに沿って互いにシールされる２つのルーフパネルを有
している。ゲーブルトップの各端部において、側壁は、
シールフィンと一体にヒートシールされる折返しパネル
を有している。テープは、カートンを開放したときに注
ぎ口になるシールフィンの端部の折返しパネルの内側に
接着される。テープはシールフィン内に配置され且つ従
来のカートン充填／シール機械のシーリングジョー間で
圧縮される。
【００１０】従来のカートン充填／シール機械は、後の
接合のためにポリエチレン被覆を軟化させるため、充填
されたカートンのシールフィン部分に熱を加えるシール
加熱領域を有している。シールフィンの加熱の直後、カ
ートンの頂部を閉じ且つ充分な圧力でシーリングジョー
の間でクランプして、シールフィンのカートン素材の一
部を結合させる。次に、冷却ジョー間での冷却によりポ
リエチレン表面が冷却され、シールフィン領域に固定結
合部が形成される。シールフィンを加熱する本発明の装
置は、テープが貼着されているシールフィン領域の部分
に熱が加えられることが回避され、熱はカートンの他の
３面に加えられる。シーリングジョーは、接着剤をテー
プの下から注ぎ口の縁部に向けて外方に押し出す輪郭を
有しており、これにより、シーリングジョーが接近して
シールフィンをクランプするとき、接着剤がテープと注
ぎ口の縁部との間に捕捉され、シールフィン領域におい
てテープの周囲からの流体の漏洩を防止する有効シール
を形成する。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面に関連して本発明の好ましい
実施例を説明する。図１及び図２に示すように、ゲーブ
ルトップカートン２は、前壁４、後壁６及び対向側壁
８、１０を有している。カートン２は、慣用的な方法で
形成された閉鎖底部（図示せず）を有している。
【００１２】カートン２の頂部において、前壁４及び後
壁６は、前壁４、後壁６及び両側壁８、１０に亘って延
びた折り目（筋線）１２に沿って折り畳まれる。図２に
は、カートン素材に形成される種々の折り目が示されて
いる。カートン素材には折り目１４が設けられており、
カートン２の各コーナを形成している。側壁（前壁）４
に沿ってシールフラップ１６が折り畳まれ且つシールさ
れて、図１に示すようなカートン２が形成される。
【００１３】図２に示すように、カートン素材は前壁４
及び後壁６の延長部である主ルーフパネル１８、２０を
有している。カートン素材は三角形の端パネル２２、２
４及び同じく三角形の折返しパネル２６を有している。
カートン素材の折り目２８は折り目１２に平行であり、
シールされたゲーブルトップカートン２の棟に層シール
フィンを形成する。折り目２８に関して三角形の折返し
パネル２６とは反対側において、カートン素材は、端パ
ネル２４に隣接する矩形のフィンパネル３０と、端パネ
ル２２に隣接する矩形のフィンパネル３２とを有してい
る。三角形の端パネル２４の頂点には、両矩形パネル
（フィンパネル）３０の間に垂直折り目３４が設けられ
ている。三角形の端パネル２２の頂点には、両矩形パネ
ル３２の間に垂直折り目３６が設けられている。図２に
示すように、主ルーフパネル１８、２０は、フィンパネ
ル３０、３２の縁部４２より上方に延びた矩形部分４０
を有している。
【００１４】図１及び図２に示すように、フィンパネル
３２及び折返しパネル２６の一部の上には、テープ３８
のストリップが貼着される。テープ３８は、該テープ３
８をカートンパネル上のポリエチレン被覆に接合する接
着剤層を有している。テープ３８は、カートン２を開け
るときにテープ３８の露出面がカートン２の隣接面にく
っ付かないようにするため、ヒートシーリングによりカ
ートン素材のポリエチレン被覆に弱く接合されるか、ポ
リエチレンとは接合部を形成しない材料で形成される。
テープ材料は、シール工程中の加熱条件下の変形に耐え
且つカートン開放作業を容易にする充分な剛性をもつ材
料にすべきである。テープ３８をカートン素材に接合す
る接着剤は、テープ３８とカートン素材のポリエチレン
表面との間に強力な接合部を形成し、これによりカート
ンの開放時にテープ３８がフィンパネル３２に接合され
た状態に維持されるようにすべきである。例えば、テー
プ３８は、非延伸ポリプロピレン、金属箔、ポリエステ
ルフィルム又はポリカーボネートフィルムで形成でき
る。テープ３８をカートン素材のポリエチレンに接合す
るための適当な接着剤として、エチレン酢酸ビニル（Ｅ
ＶＡ）コポリマー、中密度ポリエチレン及び感圧接着剤
（ＰＳＡ）がある。米国特許第4,712,727 号には、適切
なテープ材料及び接着剤についての説明がなされてい
る。テープ３８も、例えばMinnesota Mining and Manuf
acturing Company社により「Ｙ−８４５０」の商標で市
販されている感圧接着剤テープのフィルム裏材として使
用されているような非延伸ポリプロピレンで形成でき
る。
【００１５】テープ３８の縁部とフィンパネル３２の縁
部４２との間の間隔は、適正シールを得る上で重要であ
る。テープ３８の縁部が縁部４２に接近し過ぎている
と、テープ３８が、縁部４２を越えて接着剤が流れるこ
とを妨げる。一方、テープ３８が縁部４２から離れ過ぎ
ると、接着剤が縁部４２に沿う領域を充満しなくなる。
有効なシールを得るためのテープ３８の縁部とフィンパ
ネル３２の縁部４２との間の最小ギャップは0.50mmであ
り、最大ギャップは1.5 mmであることが判明している。
【００１６】カートン２の充填及びシールを行う方法が
図４に概略的に示されている。カートン２は、所定間隔
を隔ててコンベア４４上で前進される。カートン２には
適当な充填設備４６により液体が充填される。充填後、
カートン２はワンカートンステーション（one-carton s
tation）に通され、該ステーションで、カートンの頂部
が折り目に沿って折り曲げられ、ほぼ図１に示す状態に
なる。次に、カートンはシールフィン加熱ステーション
４８に前進され、該ステーション４８では、カートンの
開放頂部に熱風を吹き付け、シールの前にカートン材料
上のポリエチレン被覆を軟化させる。次にカートンはカ
ートン閉鎖／シールステーション５０に通され、該ステ
ーション５０では、カートンが閉じられ且つ充分な圧力
が加えられて、シールフィンの加熱されたポリエチレン
部分が接合される。次に、充填され且つシールされたカ
ートンが機械から出される。この方法を実施する従来の
適当な機械が、ミネソタ州 St. Paul のTetra Rex Pack
aging Systems, Inc. 社により製造されている（より詳
しくは、モデルＬＰＸ及びＴＲ−７）。
【００１７】本発明の方法及び装置は、シールフィン加
熱ステーション４８及びカートン閉鎖／シールステーシ
ョン５０に関するものである。シールフィン加熱ステー
ション４８は、殺菌加熱空気を図５に示すようなディス
トリビュータ５２に供給する。ディストリビュータ５２
は、加熱空気源に連結されたプリナム５４に取り付けら
れる。ディストリビュータ５２は５つのディストリビュ
ータエレメント５６、５８、６０、６２、６４を有して
おり、これらのエレメントは、カートンが垂直方向に変
位されて、エレメント５６と５８との間のスロット７２
及びエレメント５８と６０との間のスロット６８、又は
エレメント６０と６２とにより形成されるスロット７４
及びエレメント６２と６４との間に形成されるスロット
７０内に嵌入されるとき、同時に２つのカートンを受け
入れることができるように配置されている。図１から分
かるように、カートンの矩形部分４０はエレメント５
８、６２の側面（側壁）６６上に配置され、フィンパネ
ル３０はエレメント５８と６０との間のスロット６８内
及びエレメント６２と６４との間のスロット７０内に配
置される。テープ３８が貼着されたフィンパネル３２
は、エレメント５６と５８との間のスロット７２内及び
エレメント６０と６２との間のスロット７４内に受け入
れられる。
【００１８】殺菌加熱空気は、エレメントの側壁の複数
の孔を通ってプリナム５４から流れ出る。これらの孔か
らの加熱空気の流れによりポリエチレン表面が充分に加
熱され、カートン材料の表面間が接合される。更に、デ
ィストリビュータエレメント５６、５８、６０、６２、
６４はプリナム５４からの空気により加熱され、これに
より、接着剤及びカートンが輻射熱により加熱される。
一般に、カートンは一段階で前進されるため、２度加熱
される。例えば、最初の加熱はスロット６８、７２で行
われ、２度目の加熱はスロット７０、７４で行われる。
【００１９】図６は、カートンパネル３２の外面に露出
されるスロット７２の側面を形成するエレメント５６を
示す側面図である。エレメント５６は複数の孔７８を有
しており、該孔７８は、矩形フィンパネル３２とこれに
隣接する矩形部分４０とを結合する折り目１４に沿って
カートン素材の外面に加熱空気を指向させる。エレメン
ト５６の中央部において、ループ状ガイド８０が垂直折
り目３６と整合し且つカートン材料を空気孔から適正距
離に維持して、加熱空気の均一な分布を保証する。
【００２０】図７は、エレメント５８により形成される
スロット７２の反対側を示す。スロット７２のこの側面
はカートンの開放頂部の内側であり、カートンパネル３
２のテープ３８及び内側に露出される。輻射熱により幾
分は加熱されるけれども、この側面には空気孔が存在し
ないのでテープ３８及び接着剤が熱い空気により加熱さ
れることはない。カートン素材の矩形部分４０を加熱す
るエレメント５８の側面６６には、図８に示すような孔
パターンが設けられている。この実施例においては、カ
ートンパネル４０（該パネル４０上にテープ３８が折り
畳まれる）の内側に位置する下２列の孔８２が省略され
ており、この領域の加熱を低下させるようになってい
る。同様に、エレメント５８の反対側の側面の孔パター
ンは、図８の孔パターンとは鏡像関係をなしている。デ
ィストリビュータエレメント６２の両側壁には同じ孔パ
ターンが設けられている。
【００２１】スロット６８を形成するエレメント５８の
側面は、図９に示す孔パターンを有している。孔７９か
ら流出する熱風により、カートンの内側の矩形フィンパ
ネル３０が加熱される。スロット６８の反対側におい
て、エレメント６０は、矩形フィンパネル３０の外面を
加熱するための図９に示したものと同じ孔パターンを有
している。エレメント５８には垂直折り目３４と整合す
るようにループガイド（ループ状ガイド）８４が設けら
れており、該ループガイド８４は、カートン素材を空気
孔７９から適正距離に維持して加熱空気を均一に分散さ
せる。
【００２２】スロット７４を形成するエレメント６０、
６２の側面には全く孔が設けられておらず、このためテ
ープ３８の周囲でカートンに加えられる熱量が最小にな
る。スロット７０の両側におけるエレメント６２、６４
の孔パターンは、スロット６８における孔パターンと同
じである。図５に示す頂部ヒータに通す結果として、一
体にシールすべき全てのカートン面が加熱され、テープ
３８が僅かに加熱される。シーリングジョー間にクラン
プしたときには、充分な熱を加えて接着剤を流動させる
のが好ましい。
【００２３】図４に示すように、カートンの頂部がシー
ルフィン加熱ステーション４８において空気により加熱
された後、カートンはコンベア４４によりカートン閉鎖
／シールステーション５０に運ばれる。従来の方法によ
れば、カートン閉鎖／シールステーション５０は、コン
ベア４４の前進に対応する距離だけ間隔を隔てた３組の
ジョーを有しており、これにより、各カートンが、第１
組、第２組及び第３組のジョーの間で連続的にクランプ
される。第１組のジョーは冷却され、これにより、ジョ
ー間でシールフィンをクランプすべくジョーを閉じると
き、シールフィンの最初のシーリングが行われる。カー
トンのシールフィンからの熱を吸収するため、第２組及
び第３組のジョーも冷却温度に維持される。
【００２４】図１０には、カートン２の頂部が第１組の
シーリングジョー８４、８６の間で部分圧縮されている
状態が示されている。矩形部分４０（図１及び図２）が
それぞれのシーリングジョー８４、８６の面と係合して
いる。図１０に示すように、シーリングジョー８４、８
６の左側では、テープ３８が貼着されたフィンパネル３
２が一体に折り畳まれている。同様に、図１０に示すよ
うに、シーリングジョー８４、８６の右側ではフィンパ
ネル３０が一体に折り畳まれており、このため、それぞ
れのフィンパネルの垂直折り目３４、３６がシーリング
ジョー８４、８６の中央部で互いに近接して配置され
る。
【００２５】図１１に示すように、シーリングジョー８
４は上方部分８８と、下方部分９０と、水平リブ９２と
を有している。両シーリングジョー８４、８６が閉じら
れたときのシーリングジョーに関し、カートン２は図１
１において破線で示されている。水平リブ９２は、カー
トン２の縁部４２（図２）の直ぐ上に配置される。シー
リングジョー８４は、上方の凹部領域９４と、下方部分
９０と同じ深さを有するバー部分９５により互いに分離
されている下方の凹部領域９６とを有している（図１
２）。凹部領域９４、９６はシーリングジョー８４の中
央部（ここで、カートン２の垂直折り目３４、３６がテ
ープ３８の長さとほぼ同じ距離だけ外方に配置される）
から水平方向に延びている。図１２に示すように、上方
の凹部領域９４は下方の凹部領域９６から凹んでいる。
反対側のシーリングジョー８６は、該シーリングジョー
８６の面が図１１及び図１２に示すシーリングジョー８
４の輪郭と鏡像関係をなしている点を除き、図１１及び
図１２に示すシーリングジョー８４と同じ輪郭を有して
おり、従って、シーリングジョー８４の凹部領域９４、
９６はシーリングジョー８６の対応する凹部領域と整合
する。
【００２６】シーリング作業中、矩形部分４０は縁部４
２から上方に突出しているので、シーリングジョー８４
の頂部８８により一体に押圧されるカートン材料の層は
２つだけであるのに対し、図１０で見てカートンの左側
にはフィンパネル３２及び矩形部分４０の４つの厚さ
（層）があり、図１０で見てカートンの右側にはフィン
パネル３０及び矩形部分４０の４つの厚さがある。
【００２７】図３では、ヒートシーリング作業中のシー
リングジョー８４、８６の対向面の関係を示すため、シ
ーリングジョー８４が破線で示してある。上方の凹部領
域９４はシールフィンの両側でテープ３８の下部と整合
し、一方、下方の凹部領域９６のはシールフィンの折り
目２８及びテープ３８の下縁部に沿う凹部を形成する。
シーリングジョー８４、８６を閉じると、バー部分９５
と上方の凹部領域９４との間の圧力差により、接着剤
は、テープ３８とパネル３２との間からシーリングジョ
ー８４、８６の上方の凹部領域９４の間の領域内へと上
方に流動される。従って、上方の凹部領域９４により接
着剤を収容する膨張領域が形成される。接着剤は図３に
おいて番号９８で概略的に示されており、該接着剤９８
はパネル３２の上縁部４２を横切って流動し、シールフ
ィンの上部４０同士の間及びフィンパネル３２同士の間
に有効シールを形成する。テープ３８は輻射熱によって
のみ加熱され、テープ３８の表面にはいかなる熱風も当
てられないので、ヒートシーリング作業中に皺が寄った
り変位することに抵抗する充分な剛性を有している。
【００２８】カートン閉鎖／シールステーション５０に
設けられた第２組及び第３組の冷却ジョーは、シーリン
グジョー８４、８６の水平リブ９２及び凹部領域９４、
９６が省略されている点を除きシーリングジョー８４、
８６の輪郭と同じ輪郭を有している。これらの２組の冷
却ジョーは、カートン素材のポリエチレン表面を固化し
且つ互いに隣接するパネル間に固定接合部を形成する充
分な低温に維持される。同様に、テープ３８の接着剤９
８は固化して、図３に示す位置に留まる。
【００２９】シーリングジョー８４、８６の間の圧縮及
び冷却ジョー間の圧縮を制御することにより、接着剤の
所望の流動が達成される。上方部分８８の間ではシール
フィンの頂部における２つの層４０が圧縮され、下方部
分９０（図１１）の間及びテープ３８の領域においては
パネル３０を含む４つの層が圧縮され、下方の凹部領域
９６（図１１）の間では４つの層が圧縮され、パネル３
２の隣接縁部４２は上方の凹部領域９４の間で圧縮され
る。厚さ0.7 mmのカートン材料に対するシーリングジョ
ー８４、８６のこれらの種々の圧縮面間の好ましいギャ
ップは次の通りである。
【００３０】 表 面 ギャップ 圧 縮 ２層 ８８ １ mm 0.4 mm ４層 ９０＋９５ 1.9 mm 0.9 mm 上方のテープ凹部 ９４ 2.4 mm −0.1 mm 下方のテープ凹部 ９６ 2.9 mm 0.4 mm リブ ９２ 0.7 mm 0.7 mm 第２対（第２組）及び第３対（第３組）の冷却ジョーに
は、図１１及び図１２の表面８８、９０に対応する表面
が設けられている。また、第２対及び第３対の冷却ジョ
ーからは、第１対の冷却ジョーのリブ９２及び凹部９
４、９６が省略されている。好ましいギャップは次の通
りである。
【００３１】 表 面 ギャップ 圧 縮 ２層 ８８ 0.75 mm 0.65 mm ４層 ９０＋９５ 1.9 mm 0.9 mm 第５番目のパネル 2.4 mm 0.4 mm例 内面及び外面にポリエチレン被覆を備えた板紙−アルミ
ニウム箔積層体で形成された１／２ガロンカートンを、
ミネソタ州 St. Paul のTetra Rex PackagingSystems,
Inc. 社により製造されたＬＰＸ形成、充填／シーリン
グ機械を用いて本発明に従って充填し且つシールした。
シールフィン加熱ステーションでディストリビュータの
プリナムに供給された殺菌空気を２７０℃に加熱した。
ディストリビュータエレメントは、図５に示した形状及
び図６〜図９に示した孔パターンを有している。カート
ンの内側のテープの位置に露出されるディストリビュー
タには孔が全く設けられていない（図７）。シーリング
ジョーは、図１０〜図１２のシーリングジョー８４、８
６と同じ輪郭を有している。水平リブ９２は、シーリン
グジョーの背部から測定して最大の突出部を有してい
る。頂部（上方部分）８８はリブ９２の外面から0.15mm
の距離だけ内方に凹んでいる。シーリングジョーの下方
部分９０は水平リブの表面から0.60mmだけ間隔を隔てて
いる。上方の凹部９４は内方に1.10mmだけ間隔を隔てて
おり、下方の凹部９６は水平リブに対して0.85mmの距離
だけ内方に間隔を隔てている。従って、上方の凹部９４
は下方の凹部９６から0.25mmだけ内方に間隔を隔ててい
る。シールに使用したテープは、ミネソタ州、St. Paul
のMinnesota Mining and Manufacturing Company社によ
り製造されたものである。カートンの厚さは0.7 mmであ
る。テープは、厚さが0.17mm、幅が2.54mm及び長さが7.
0 mmであり、フィンパネルの内面に貼着した。テープ
は、規格Ｙ−８４５０として市販されており且つ非延伸
ポリプロピレンで形成されている。テープ３８には、カ
ートンシーリング作業時に加えられる温度及び圧力によ
る影響を受けない任意の材料を使用できる。下方部分９
０に対する凹部９４の深さは、テープの厚さと接着剤の
厚さとの合計厚さの約２倍にすべきである。下方の凹部
９６の深さは、テープの厚さより僅かに小さいのが好ま
しい。
【００３２】本発明に従って注ぎ口の内側にテープを貼
着する目的は、シールを破るのに要する力を小さくでき
るけれども、シールされたカートンの頂部からの漏洩は
確実に防止できる固定シールを設けることにより容易に
開放できるようにしたカートンを作ることにある。注ぎ
口にテープが設けられた従来技術のカートン（例えば米
国特許第4,712,727 号に従って製造されたもの）と比較
して、本発明によるゲーブルトップカートンを開放する
第２段階に要する力を測定する試験手順を考案した。従
来の方法では、シーリングジョーの間でクランプする前
に、カートンの開放ゲーブルトップのテープ並びに他の
部分に熱を加える。シーリングジョーには、テープ及び
接着剤の厚さに相当する凹部を設けた。この方法を使用
する結果、従来のカートンは開放が困難であった。
【００３３】開放試験は、矩形部分４０を手で分離し且
つこれらの矩形部分４０を図１３に示す位置に折り返し
て、シールフィンの注ぎ口端を開放することにより行わ
れる。これを第１段階の開放と呼ぶ。第２段階の開放
は、矩形部分４０の外端部を掴むことにより注ぎ口の中
央部の方向に圧縮力を加え、垂直折り目３６（図２）の
部分から接着剤を引き剥がす作業が含まれる。第２段階
の開放に必要な力を測定するため、図１３に示すよう
に、シールフィンの外端部に開放工具１００を取り付け
る。開放工具１００は、ピン１０４により中央部がヒン
ジ止めされた１対のレバー１０２を有している。これら
のレバー１０２は、ばね１０６により閉鎖位置に向かっ
て押圧されている。レバー１０２の端部は、プルリング
１１２を備えた力ゲージ１１０に、ケーブル１０８を介
して連結されている。リング１１２を引っ張ることによ
り、力を、開放工具１００を介してシールフィン４０に
加えれば、第２段階の開放を行うのに必要な最大力が力
ゲージ１１０により表示される。
【００３４】表Ｉには、従来の方法に従って製造された
５０個のカートンを開放する第２段階に必要な力がポン
ド及びニュートンで示されている。
【００３５】
【表１】 表Ｉ テープ カートン 力（ポンド） 力（ニュートン） １ ５ 22 ２ ５ 22 ３ ６ 27 ４ ５ 22 ５ 5.５ 24 ６ ５ 22 ７ ６ 27 ８ ７ 31 ９ ５ 22 10 ６ 27 11 ６ 27 12 ５ 22 13 ５ 22 14 ５ 22 15 ３ 13 16 5.５ 24 17 ４ 18 18 ５ 22 19 4.５ 20 20 ４ 18 21 ６ 27 22 ５ 22 23 ５ 22 24 ３ 13 25 ５ 22 26 ５ 22 27 ８ 36 28 ７ 31 29 ６ 27 30 ６ 27 31 ４ 18 32 12 53 33 ７ 31 34 ６ 27 35 7.５ 33 36 ９ 40 37 10 44 38 ５ 22 39 ５ 22 40 ６ 27 41 10 44 42 ５ 22 43 ５ 22 44 ４ 18 45 ７ 31 46 ４ 18 47 7.５ 33 48 6.５ 29 49 ３ 13 50 ８ 36 平均 5.８ 26 標準偏差 ２ 8 表Ｉから理解されるように、必要な平均力は、5.8 ポン
ド（約2.6kg)すなわち２６ニュートンである。
【００３６】本発明に従って加熱及びシールされた１０
０個のゲーブルトップカートンを用いて同様な試験を行
った。この試験では、表Ｉに報告した試験に用いたもの
と同じ形式のテープ（接着剤を備えたもの）を使用し
た。この試験の結果が添付の表IIに示されている。
【００３７】
【表２】 表II TRX(329) カートン ：力（ポンド）：力（ニュートン) カートン：力（ポンド):力（ニュートン) １ 5.２ 23 51 3.７ 16 ２ 5.４ 24 52 3.６ 16 ３ 6.３ 24 53 3.５ 16 ４ 2.５ 11 54 4.６ 20 ５ 5.３ 24 55 4.５ 20 ６ 5.７ 25 56 2.１ 9 ７ ３ 13 57 2.１ 9 ８ 2.６ 12 58 2.４ 11 ９ 4.１ 18 59 1.８ 8 10 3.１ 14 60 2.９ 13 11 4.３ 19 62 3.６ 16 12 4.４ 20 63 3.２ 14 13 3.２ 14 64 3.４ 15 14 2.６ 11 65 3.６ 16 15 2.６ 12 66 2.２ 10 16 ３ 13 67 ２ 9 17 2.６ 12 69 2.６ 12 18 1.７ 8 70 2.６ 12 19 3.４ 15 71 1.７ 6 20 2.５ 11 72 2.１ 9 21 ４ 18 73 2.６ 12 22 2.４ 11 74 2.４ 11 23 ２ 9 75 2.２ 10 24 1.９ 8 76 2.４ 11 25 1.８ 8 77 3.６ 16 26 4.５ 20 78 ３ 13 27 2.５ 11 79 2.９ 13 28 ３ 13 80 2.１ 9 29 3.６ 16 81 ２ 9 30 4.６ 20 82 2.６ 12 31 3.２ 14 83 2.８ 12 32 3.５ 16 85 2.９ 13 33 4.３ 19 86 2.４ 11 34 3.１ 14 87 2.５ 12 35 3.８ 17 88 2.４ 11 36 ３ 13 89 2.１ 9 37 3.６ 18 90 3.４ 15 38 2.９ 13 91 2.１ 9 39 3.９ 17 93 3.６ 16 40 3.５ 16 94 ２ 9 41 3.２ 14 95 ２ 9 42 4.５ 20 96 ２ 9 43 3.５ 16 97 2.３ 10 44 3.６ 16 98 3.１ 14 45 3.８ 17 99 3.６ 16 46 3.６ 16 100 3.１ 14 47 2.６ 12 61* ０ 0 48 3.１ 14 68* ０ 0 49 5.５ 24 84* ０ 0 50 3.４ 15 92* ０ 0 LBS NTS 平均 3.49 15.51 標準偏差 1.01 4.48 最大 5.7 25.36 最小 1.70 7.56 ＊ 注）作業者エラー−開放工具スリップ 表IIから理解されるように、テープ３８が空気孔により
加熱されることがなく且つテープ３８の縁部がパネルの
縁部42から0.75〜1.50mmの範囲の距離を隔てて配置され
ているカートンは、第２段階の平均開放力が3.49ポンド
（約1.6kg)すなわち15.51 ニュートンである。従って、
表Ｉと表IIとの結果を比較すれば、本発明により平均開
放力を１／３以上低減できることが分かるであろう。
【００３８】以上、本発明をその好ましい実施例に関連
して説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく
種々の変更をなし得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】閉鎖及びヒートシーリングの前のシールフィン
領域を示すカートンの斜視図である。
【図２】本発明によるカートン素材を示す平面図であ
る。
【図３】本発明によるヒートシーリング後のシールフィ
ンを示す断面図である。
【図４】従来のカートン充填／シール機械の概略図であ
る。
【図５】本発明によるカートンのシールフィン領域の頂
部ヒータを示す斜視図である。
【図６】注ぎ口領域の外側空気分配エレメントを示す詳
細側面図である。
【図７】注ぎ口領域の内側空気分配エレメントを示す詳
細側面図である。
【図８】ルーフパネル領域の内側空気分配エレメントを
示す詳細側面図である。
【図９】シールフィンの閉鎖端部の内側空気分配エレメ
ントを示す詳細側面図である。
【図１０】カートン頂部上で部分的に閉じられたシーリ
ングジョーを示す平面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線に沿う方向から見たシ
ーリングジョーの面を示す側面図である。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿うシーリングジョ
ーの断面図である。
【図１３】第２段階の開放力を測定する試験装置を示す
概略図である。
【図１４】開放工具を示す平面図である。
【符号の説明】
２ ゲーブルトップカートン ４ 前壁 ６ 後壁 ８ 側壁 １０ 側壁 １２ 折り目 １４ 折り目 １６ シールフラップ １８ 主ルーフパネル ２０ 主ルーフパネル ２２ 端パネル ２４ 端パネル ２６ 折返しパネル ２８ 折り目 ３０ フィンパネル ３２ フィンパネル ３４ 垂直折り目 ３６ 垂直折り目 ３８ テープ ４０ 矩形部分 ４２ 縁部 ４４ コンベア ４６ 充填設備 ４８ シールフィン加熱ステーション ５０ カートン閉鎖／シールステーション ５２ ディストリビュータ ５４ プリナム ５６ ディストリビュータエレメント ５８ ディストリビュータエレメント ６０ ディストリビュータエレメント ６２ ディストリビュータエレメント ６４ ディストリビュータエレメント ７８ 孔 ７９ 孔 ８０ ループ状ガイド ８２ 孔 ８４ ループガイド ８４ シーリングジョー ８６ シーリングジョー ８８ シーリングジョーの上方部分 ９０ シーリングジョーの下方部分 ９２ 水平リブ ９４ 上方の凹部領域 ９５ バー部分 ９６ 下方の凹部領域 １００ 開放工具 １０２ レバー １０４ ピン １０６ ばね １０８ ケーブル １１０ 力ゲージ １１２ プルリング

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 底部と、側壁と、前壁及び後壁と、前壁
    及び後壁が一体にシールされ且つ側壁がゲーブルの棟に
    沿うシールフィン内の前壁と後壁との間で折り返され且
    つシールされるフィンパネルを備えているゲーブルトッ
    プヒートシール形閉鎖体と、シールフィンを分離してフ
    ィンパネルを露出させ且つシールフィン内の前壁及び後
    壁からフィンパネルを分離させることにより注ぎ口を形
    成できる開放可能な閉鎖体と、フィンパネルの縁部に沿
    う注ぎ口の内部に接着剤により貼着されたテープとを有
    する形式の熱可塑性プラスチック被覆形カートンを閉鎖
    し且つヒートシールする方法において、 テープではなくシールフィンの表面に熱を加え、 前壁、後壁及び側壁をシールフィン内に一体に折り畳
    み、 シーリングジョーの間でシールフィンをクランプし、 フィンパネルの縁部の方に接着剤を変位させる工程を有
    しており、ヒートシーリング工程中にテープが歪まない
    状態に維持され、接着剤がフィンパネルの縁部に沿う有
    効シールを形成し、テープがカートンの開放を容易にす
    ることを特徴とする熱可塑性プラスチック被覆形カート
    ンの閉鎖及びヒートシール方法。
  2. 【請求項２】 前記熱を加える工程が、テープに対して
    ではなくシールフィンの表面に対して加熱空気を向ける
    工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記接着剤を変位させる工程が、前記シ
    ーリングジョーの対向面に１対の凹部を設ける工程を有
    しており、該１対の凹部のうちの一方がフィンパネルの
    縁部及びテープの上部に重なる所定の凹部を備えてお
    り、前記１対の凹部のうちの他方が前記テープの下部に
    重なる所定の凹部を備えており、シーリングジョーを互
    いに近付き合う方向に移動させると同時にテープの下部
    からフィンパネルの縁部に向けて接着剤を絞り出す工程
    を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 底部と、側壁と、前壁及び後壁と、前壁
    及び後壁が一体にシールされ且つ側壁がゲーブルの棟に
    沿うシールフィン内の前壁と後壁との間で折り返され且
    つシールされるフィンパネルを備えているゲーブルトッ
    プヒートシール形閉鎖体と、シールフィンを分離してフ
    ィンパネルを露出させ且つシールフィン内の前壁及び後
    壁からフィンパネルを分離させることにより注ぎ口を形
    成できる開放可能な閉鎖体とを有しており、前記注ぎ口
    がフィン部分の縁部に沿う内面に接着剤により接合され
    た補強テープを備えている形式のカートンを閉鎖し且つ
    シールする装置において、 開放頂部からカートン内に液体内容物を充填する充填手
    段と、 前壁及び後壁と一方の側壁のフィンパネルとを加熱する
    と同時に補強テープの加熱を回避するヒータ手段と、 カートンのゲーブルトップを閉鎖する閉鎖手段とを有し
    ており、該閉鎖手段がフィンパネルの縁部の方に接着剤
    を変位させると同時にテープの位置を維持する手段を備
    えていることを特徴とするカートンの閉鎖及びシール装
    置。
  5. 【請求項５】 前記閉鎖手段が１対の対向シーリングジ
    ョーを備えており、該シーリングジョーがこれらの間に
    カートンのゲーブルトップをクランプできるように配置
    されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記シーリングジョーの各々が所定位置
    にクランプ面を備えており、該クランプ面間にカートン
    のゲーブルトップをクランプし、前記クランプ面の各々
    が凹部を備えており、該凹部は、カートンがクランプ面
    間にクランプされるときに、フィンパネルの縁部及び補
    強テープの上縁部に重なることを特徴とする請求項５に
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記クランプ面の各々が、テープの下縁
    部に重なる第２凹部を備えていることを特徴とする請求
    項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記各クランプ面の第１凹部が、フィン
    部分と、前壁及び後壁と、シーリングジョーのテープと
    の厚さの合計の１／２より大きい深さを有していること
    を特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記ヒータ手段が開放ゲーブルトップカ
    ートンの一部を受け入れるスロットを形成するため互い
    に間隔を隔てて配置された複数のディストリビュータエ
    レメントを備えており、前記ヒータ手段が前記ディスト
    リビュータエレメントに加熱空気を供給する手段を備え
    ていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記スロットの１つが、補強テープが
    配置されるカートン頂部を受け入れるように配置されて
    おり、前記１つのスロットが対向壁を備えており、前記
    スロットの一方の壁が、カートンの壁間のコーナに対し
    て加熱空気を向けて熱可塑性プラスチック被覆を軟化さ
    せる複数の孔を備えており、前記スロットの他方の壁に
    は孔が設けられておらず、前記補強テープが輻射熱のみ
    により加熱される一方、カートン頂部のコーナが前記孔
    からの空気により加熱されることを特徴とする請求項９
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前壁及び後壁と、対向側壁とを有して
    おり、これらの壁がヒートシール可能な熱可塑性プラス
    チック被覆を備えた板紙積層体で形成されており、前壁
    及び後壁がゲーブルトップのルーフパネルを形成し且つ
    側壁よりも大きな高さを有しており、側壁が三角形の端
    パネル、折返しパネル及び矩形のフィンパネルを備えて
    おり、側壁が前壁及び後壁の三角形部分の間で折り畳ま
    れてカートンの頂部の棟に沿うシールフィンを形成し、
    注ぎ口を更に有しており、シールフィンに沿って側壁の
    １つに重なる矩形部分を分離させて側壁のフィンパネル
    を露出させ且つフィンパネルを外方に拡げることにより
    頂部を開放し且つ注ぎ口を形成する形式のゲーブルトッ
    プカートンにおいて、 注ぎ口の内部に設けられたテープを有しており、該テー
    プが接着剤によりフィンパネルに接合され、テープが、
    熱可塑性プラスチック被覆自体の結合力よりも弱い接合
    力で熱可塑性プラスチック被覆に結合する材料で形成さ
    れており、 テープがフィンパネルの縁部から間隔を隔てており、 シーリングジョーの圧力に露出されると接着剤が流動
    し、フィンパネルの縁部を横切り且つ前壁及び後壁の矩
    形部分間にシールを形成することを特徴とするゲーブル
    トップカートン。
  12. 【請求項１２】 前記テープの材料が、非延伸ポリプロ
    ピレン、金属箔、ポリエステルフィルム又はポリカーボ
    ネートフィルムからなる群から選択されることを特徴と
    する請求項１１に記載のゲーブルトップカートン。
  13. 【請求項１３】 前記テープが、フィンパネルの縁部か
    ら0.50〜1.5 mmの距離だけ間隔を隔てて配置されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のゲーブルトップカ
    ートン。
  14. 【請求項１４】 前記接着剤が、エチレン酢酸ビニル
    （ＥＶＡ）コポリマー及び中密度ポリエチレンからなる
    群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の
    ゲーブルトップカートン。
  15. 【請求項１５】 前記テープが約７cmの長さ及び約2.54
    cmの幅を有していることを特徴とする請求項１１に記載
    のゲーブルトップカートン。
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