JPH08508938A - シート孔あけ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シート材料の片側に位置する第１モールド構造体（１８、４４）と、この第１モールド構造体と協働するようシート材料（１６）の反対側に位置する相補的モールド構造体（３０、５２）とを備え、これら構造体は往復動し、両者の間で孔を成形するように、シート材料のほぼ中間で一致することができる、シート材料において孔を成形するための装置。この装置は、孔の形成と成形を同時に行うような針（１０）を含むことができ、また、あらかじめ形成された孔を成形するのに使用することもできる。針が設けられている場合、針は、超音波タイプでもよいし、または電気的に加熱されるタイプ（４０）でもよい。針を使用する場合、モールドの一方では、針に適当な成形部（３２）を設けてもよいし、構造体を別にしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 シート孔あけ 本発明は、熱可塑性シート、例えば平らな、または波形ポリオレフィンシート に孔をあけるか、またはその孔を成形するための方法もしくは装置に関する。 食品材料を保存し、運搬するための容器は、丈夫で軽量、かつ経済的とするた めに、熱可塑性シート材料で製造されることがある。しかし、水分の多い品物、 例えば果物または材料を運搬および貯蔵するのに使用すると、容器内に水分が蓄 積するため、製品の劣化が生じ得る。そのため、例えば容器を、孔あきシートで 製造して、多数の孔を有する容器を提供することが、従来行なわれており、これ により、問題はかなり解決されている。 しかし、加熱された針またはパンチのみを用いて、または材料を溶融するのに 直接加熱をする（レーザーの使用を含む）のと同様な技術で、シートに孔あけす ると、溶融した材料が、図１の符号１で示すような付着物となる。この付着物１ は、波形シートの表面から突出するので、水分２を保留する原因となるトラップ またはバリアとなり、この滞留水分は、パックされた製品、特に果物および野菜 を劣化させたり、包装の風袋（内容物のない時の重量）に好ましくないばらつき を生じさせたりする。 図２に示すような従来の超音波装置を用いて、シートに孔あけをすると、水分 の保留および滞留の問題は解消されるが、そのかわり、別の問題が生じる。すな わち、必要なシール領域３が広くなるため、全体として弱くなり、符号４で示す ように、シートが不均等に変形してしまうこととなる。このいずれも、包装の機 械的な性能に影響を及ぼすことになる。 本発明は、上記問題点を改善した、熱可塑性シート材料に孔をあけるための方 法および装置を提供するものである。 本発明によれば、シート材料の片側に位置する第１モールド構造体と、この第 １モールド構造体と協働するよう、シート材料の反対側に位置する相補的モール ド構造体とを備え、これらの構造体は往復動し、両者の間で孔を成形するように 、シート材料のほぼ中間で一致することができるようにした、シート材料に孔を 設けるための装置が提供される。 この装置は、孔の形成と成形を同時に行うような針を含むことができ、また、 あらかじめあけてある孔を成形するのに使用することもできる。針をあける場合 、針は超音波タイプのものでもよいし、また電気的に加熱されるタイプのもので もよい。針を使用する場合、モールドの一方に、適当な成形部を設けてもよいし 、別にしてもよい。 本発明の一実施例によれば、針は超音波電極であり、この電極は、その一端か ら離間した周辺部の回りにモールド構造体の一方を有し、シート材料に孔をあけ るには、装置の超音波電極の下方に、熱可塑性材料から成るシートを置き、電極 をシートと接触させ、電極が構造体に接触するまで進入させ、構造体と電極とが 、シートのほぼ中間点と一致するまで、構造体を上昇し、再度電極を降下させて 、円筒体の上方周辺部分が熱可塑性シート材料のほぼ中間でモールド構造体を含 む電極の相補的部分に接触するまで、円筒体を上昇させ続けて、シールを完了し 、電極および構造体を後退させる。 本発明の別の実施例によれば、電気的に加熱される針を、この針に対して往復 動できるモールド構造体によって囲む。シート材料の反対側には、この針が嵌合 できる相補的なモールド構造体が設けられる。針はシートに孔をあけ、その直後 、これら相補的な構造体を、シートのほぼ中間へもたらし、針を後退させる。 本発明によれば、シールに必要な領域が、従来の方法と比較して１ｍｍまで減 少するか、または完全になくなるようにして、平らな、または波形熱可塑性シー ト材料に孔あけを行うことが可能である。構造体は、多くの場合、孔あけされた シートの機械的強度をバランスよく増加させ、あけられた孔の形状は、排水特性 を改善し、仕上げられた包装内で水分がの滞留するを解消する。 熱可塑性シートは、適当な熱可塑性材料、例えばポリオレフィン、すなわちポ リエチレンまたはポリプロピレンからなるものとする。 針または超音波電極の形状は、広い範囲内で選択できる。しかし、熱可塑性シ ートに突入できるためには、テーパつき、すなわち円錐形の端部を有するほぼ円 筒形の主要部分が適当であることが判っている。 モールド構造体の一方には、針の円筒形部の上端部またはその近くに、円形の 一部を形成する外側部分が設けられており、この外側部分は、他方のモールド構 造体上の、同様な対応する周辺部分と協働して、最終孔あけ製品に平滑な半円形 断面のビードを形成することができる。 以下、添付図面を参照して、実施例により本発明について更に説明する。 図１は、従来の加熱された針により孔あけされた波形熱可塑性シート材料の部 分断面図である。 図２は、従来の超音波方法により孔あけされたシートの、図１と同様な図であ る。 図３は、本発明により孔あけされたシートの、図１と同様の図である。 図４ａ〜図４ｆは、本発明の一実施例の装置の作動の段階を略図で示す。 図５ａ〜図５ｅは、別の実施例の、図４と類似する図である。 添付図面、特に図４を参照すると、本実施例における装置は、円筒形主要部分 １２と円錐形の先端１４とを有し、全体が符号１０で示された超音波電極を含ん でいる。電極１０、例えば「ソノトロード（sonotrode）」は、波形の熱可塑性 シートの上方に、往復動しうるようにして設置されている。 従来の超音波孔あけシステムでは、シート１６は、これが嵌合できる孔を内部 に有するプレートの上に載せられていた。しかし、本発明によれば、各電極１０ の下方には、全体を符号１８で示すモールド構造体が設置されている。このモー ルド構造体１８は、ピストン２２が嵌合されると共に、垂直に往復動できるよう になっているシリンダ２０を備え、ピストン２２自体も、作動流体またはスプリ ング２４の作用に抗してシリンダ内で垂直に往復動できるようになっている。 図示したようにピストン２２は、電極の円錐形部分１４と極めて類似した形状 を有し、かつ頂点にへこみ２６が設けられている。このへこみ２６は、電極１０ の円錐形部分１４の先端が嵌合できるよう、この先端と対応した形状となってい る。 本装置の作動は、次のとおりである。 図４ａに示す位置で開始すると、超音波電極１０は、矢印のように、垂直下方 に移動し、ここで、超音波振動により熱可塑性材料の温度が上昇し、この材料を 軟化し始める。図４ｂに示すように、電極１０は，図４ｃの位置に達するまで、 材料へ進入する。これら３つの段階では、構造体１８の位置は図示するように静 止したままである。 しかし、一旦図４ｃの位置に達すると、構造体１８は、シリンダ２０とピスト ン２２と共に上方に移動し、針１０も上方へ移動する。この移動は、熱可塑性材 料１６のストリップのほぼ中間点で電極１０とピストン２２とが一致する、図４ ｄに示す位置まで続く。 この段階で、シリンダは上方に移動し続け、一方、電極１０は下方への移動を 開始し、作動流体２４の圧力に抗してピストン２２を下方に押圧する。この運動 は、図４ｅ位置に達するまで続く。 シリンダ２０の上部周辺表面２８には、図面に示すような円形の一部の形状を なす凹凸がつけられている。第２モールド構造体を構成する電極１０の主要円筒 形部分１２の上には、この上方周辺表面２８と対応する円形の一部を構成する部 分３０が設けられている。 図４ｅの位置に達すると、これら２つのモールドは、孔あけされた滅可塑性材 料シートの突出エッジ３２を、ほぼ半円形外側表面を有するビード３４に成形す る。このプロセスは、電極１０が上昇し、シリンダが後退すると同時に、ピスト ン２２が再び図４ａの位置となるように、シリンダ２０の頂部まで上昇し、次の 新しい熱可塑性シート１６を、孔あけのために挿入できるようになると完了する 。 図４の装置は、直接加熱により、高温の針または他のシステムにより形成され た孔をシールするのに、ピストンおよびそれに連動する部品を用いなくても使用 できる。すなわち、図４ｅおよび図４ｆの位置は、ビード３４を製造するのに使 用されるにすぎない。 次に、同一部品に対して同じ符号を付した図５を参照する。 電極１０は、絶縁材料のプレート４２に固定された電気素子４０によって加熱 される針と置換されている。この針１０は、２枚のプレートの間に取り付けられ た第１モールド構造体４４によって囲まれている。プレート４６と４８との間の 空間は、冷却水５０または加熱流体で満たすことができる。 異なる形状等が必要であれば、プレートを分離し、新しいモールドを挿入する ことにより、モールド４４を交換することができる。シート１６の反対側には、 第２のモールド構造体５２が位置しており、オリフィス５４内に針１０が嵌合し うるような形状となっている。 構造体５２は、２枚のプレート５６と５８との間に保持されており、プレート を分離することにより、容易に交換できるようになっている。この構造体５２内 には、冷却水６０または加熱流体が充填される。 構造体５２の下方周辺部分６２は、構造体４４の上方周辺部分６４と協働して 、ビード３４を形成するようになっている。構造体４４は、溶融状態のシート材 料を収容し、成形するためのチャンネル６６を有することができる。これらのチ ャンネル６６は、図示のように、図５ｅにおいて符号３４ｂに示したようなビー ド形状を呈しているが、モールドの形状を変えれば、３４ａおよび３４ｃに示す ような他の形状のビードを形成することができる。 図５ａは、針１０がシート１６の孔あけをする直前の状態にある初期位置を示 す。針１０およびモールド４４は、上方に移動するにつれ（図５ｂ）、第２構造 体５２は下方に移動する。 図５ｃでは、針は、下方の構造体４４を通過しており、シート１６の孔あけを 完了しているが、下方の構造体４４は、その上部周辺部分６４がシート１６のほ ぼ中間となるように上方に移動している。 最後に図５ｄでは、針は後退しており、上部構造体５２は、同時に、または同 時ではなく、下方へ移動して、下方構造体４４と一致し、両者の間にビード３４ を形成する。 図５ｃに示す変形部は、モールド５２によって除かれ、チャンネル６６は溶融 材料を収容し、図５ｅの符号３４ｂに示すようなビードを形成する。図５ｅに示 すような種々の形状の孔を得ることができる。 この装置は、既に形成されている孔をシールするのに、針１０を用いたり、ま たは用いることなく使用することができる。この場合、ビード３４を形成できる ように、シートを充分軟化させるよう、冷却流体５０、６０を、加熱された流体 （例えば高温オイル）と置換させなければならないことがある。 シートの所定の領域の孔あけを同時に行うように、かかる針／電極１０とモー ルド構造体とが設けられているが、これとは異なり、ライン状に配列された電極 および構造体を設け、孔あけを行う際に、シート自体を前方に送り出すようにす ることも可能である。 本発明の方法は、変形後に、シート構造体のバランスをとる孔あけを行い、こ の場合、特に従来の超音波シール方法とは対照的に、孔あけされたシートの機械 的性能および機械的強度を増すことができる。 更に、上方面にバリア１を有しない孔の形状は、排水特性を劇的に改善し、仕 上げられた包装内部の水分の滞留を解消するだけでなくて、風袋のばらつきをも 減少する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＺ， ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ ，ＵＳ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シート材料の片側に位置する第１モールド構造体と、この第１モールド構 造体と協働するようシート材料の反対側に位置する相補的モールド構造体とを備 え、これら構造体は往復動し、両者の間で孔を成形するように、シート材料のほ ぼ中間で一致することができるようになっている、シート材料に孔をあけるため の装置。 ２．孔の形成と成形とを同時に行うような針を含む、請求項１記載の装置。 ３．針は超音波タイプのもの、または例えば電気的に加熱されるタイプのもの である、請求項２記載の装置。 ４．モールド構造体の一方における針の上に、適当な成形部が設けられている 、請求項２または３のいずれかに記載の装置。 ５．針または超音波電極は、ほぼ円筒状の主要部分と、熱可塑性シートに突入 するのに適した、テーパ付きまたは円錐形端部部分とを有する、請求項２〜４の いずれかに記載の装置。 ６．モールド構造体の一方には、針の円筒形部分の上方端部またはその近くに 、円形の一部を形成する、外側に配置された部分が設けられており、この外側に 配置された部分は、他方のモールド構造体上の、同様な対応する周辺部分と協働 して最終孔あけ製品に平滑な半円形断面のビードを形成するようになっている、 請求項２〜５のいずれかに記載の装置。 ７．モールド構造体は、ビードを形成するように、針とは無関係に、互いに往 復動できるようになっている請求項２〜５のいずれかに記載の装置。 ８．モールド構造体は、ビード形状を変えるように、容易に交換自在である、 請求項７記載の装置。 ９．モールド構造体には、冷却流体または加熱流体の関連するリザーバが設け られている、請求項８記載の装置。