JPS624498Y2 - - Google Patents

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JPS624498Y2
JPS624498Y2 JP1978148244U JP14824478U JPS624498Y2 JP S624498 Y2 JPS624498 Y2 JP S624498Y2 JP 1978148244 U JP1978148244 U JP 1978148244U JP 14824478 U JP14824478 U JP 14824478U JP S624498 Y2 JPS624498 Y2 JP S624498Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、カートン容器の超音波シール装置の
改良に関する。
本考案は、ジユース、清酒などのように浸透性
の強い液体を収容するカートン容器のシール装置
の改良に関する。
最近、ジユース、清酒等の浸透性の強い液体を
対象にし、構成がポリエチレン、板紙、ポリエチ
レン、アルミ箔、ポリエチレン（ただし板紙側が
外面、アルミ箔側が内面）の五層からなる材料を
用いたカートン容器が市場にかなり出廻つている
が、該材料のうちの内外面のポリエチレンは、サ
ーモプラスチツク材料で、十分溶融する熱を加え
られ、その後冷却されることによつて溶着する性
質をもつている。第１図はこの種のカートン容器
の一形態例を示すが、同図は説明のため一部を切
開した斜視図としてある。このカートン容器１内
には、ジユース、清酒等の液体２が充填されてお
り、液体２が液面（レベル）Ｈの高さまで入つて
いる状態を示しており、３は該液面レベルの上方
のヘツドスペースで、同スペース３内には空気が
入つている。このようなカートン容器１は第２図
に示す底部を成形された半完成品の状態から、第
３図に示す折込みぐせ形成工程を経て、中味の液
体２が充填されたのち、第４図に示す頂上部の液
密シールをされ、さらに第１図に示すように、頂
上部がフラツトになるように折込まれて溶着され
ることにより製品となる。第２図において６およ
び７はカートン容器１の頂上部の前部パネルおよ
び後部パネルで、８と９は該カートン容器１の頂
上部の側部パネルで、フラツプ４は該側部パネル
９から内側へ折曲げられていて、上記後部パネル
７の内面にシールされて該後部パネル７と一体と
なつている。１１，１２は上記前部パネル６に設
けられた折込み罫線で、後部パネル７にも同様の
折込み罫線１１′，１２′が設けられている。ま
た、１３，１４，１５，１６，１７，１８は上記
側部パネル８に設けられた折込み罫線で、側部パ
ネル９にも同様の折込み罫線１３′，１４′，１
５′，１６′，１７′，１８′が設けられている。第
３図に示したカートン容器１の頂上部の折込みぐ
せ形成工程は、上記折込み罫線１１乃至１８，１
１′〜１８′に沿つて折込まれている状態を示す。
第４図において、斜線部１９は液密シール部を
示し、同液密シール部１９は、上記前部パネル６
および後部パネル７が、第４図に示すように、前
部パネル６および後部パネル７のカートン容器１
の基体側の下半部６Ａおよび７Ａがカートン容器
１の基体の側壁１０とほぼ直角になるまで十分に
折込んだ状態で行なわれる。２０は上記前部パネ
ル６および後部パネル７の上半部６Ｂおよび７Ｂ
が液密シールされて、上方にほぼ直角に直立した
状態で突き出た閉じ込みパネルである。カートン
容器１の液密シールは、上記側部パネル８の上部
８Ｂと側部パネル９の上部９Ｂの内面が、上記前
部パネル６および下部パネル７の上半部６Ｂ，７
Ｂの内面と溶着されることによつて行なわれる
が、この際側部パネル８，９の上部８Ｂ，９Ｂが
それぞれ折込み罫線１８，１８′で折曲げられて
上部８Ｂ同志、９Ｂ同志もそれぞれ溶着される。
なお第１図は閉じ込みパネル２０から前部パネル
６の下半部６Ａの上に折込まれ、閉じ込みパネル
２０と前部パネル６の下半部６Ａの、それぞれ係
合する部分が溶着された状態を示す。第５図は第
２図のＰ矢視図、第６図は、第４図のＱ矢視図で
あり、第７図は、第１図乃至第４図によつて説明
したカートン容器１の成形工程に沿つてカートン
容器１を製作する液体充填機３０を示す平面図
で、説明上必要な個所のみを記載した図である。
第７図において、３１Ａ，３１Ｂはカートン容器
１を搬送するための一対の搬送枠で、Ｌ字形の形
状をしていて、カートン容器１の基体部の高さ方
向の一稜線と係合するようになつており、エンド
レスチエン３２にピツチＰで取付けられている。
該エンドレスチエン３２は、図示省略の機体本体
に軸支された一対のスプロケツト３３，３３Ａ間
に張設されている。３４は上記エンドレスチエン
３２と同様のチエンで、上記搬送枠３１Ａ，３１
Ｂと同様の一対の搬送枠３５Ａ，３５Ｂをピッチ
Ｐで備えており、図示省略の機体本体に軸支され
た一対のスプロケツト３６，３６Ａ間に張設され
ている。なお、上記エンドレスチエン３２，３４
は、カートン容器１が搬送枠３１Ａ，３１Ｂ，３
５Ａ，３５Ｂに具合よく係合するようにセツトさ
れている。また、エンドレスチエン３２，３４は
図示省略の駆動源によつてカートン容器１を矢印
３７の方向に間欠的にピツチＰで搬送するように
駆動されるようになつている。３８はカートン容
器１がエンドレスチエン３２，３４によつて矢印
３７方向へ搬送されるとき、カートン容器１を支
持案内するレールで、図示省略の機体本体に固設
されており、カートン容器１は該レール３８上を
摺動するようになつている。第７図において符号
の部分は、第２図に示した底部が成形されたカ
ートン容器１がレール３８上に供給される工程部
分を、また符号の部分は、第３図に示したカー
トン容器１の頂上部に折込みぐせをつける工程部
分である。また符号の部分は、中味の液体２を
カートン容器１内に充填する工程部分を、符号
の部分は、カートン容器１の頂上部を第４図に示
すような状態まで折込む工程部分を、また符号
は第４図に示す閉じ込みパネル２０によつてカー
トン容器１の頂上部を液密シールする工程部分
を、なおまた符号XII部分は、カートン容器１の頂
上部を第１図に示すようにフラツトに折込み、溶
着する工程部分をそれぞれ示す。
なお、符号，の部分は、上記の工程から
の工程に到る過程の工程を示すが、その説明を
省略する。同様に符号，，，XI，の部
分についても説明を省略する。
また、エンドレスチエン３２，３４は上記〜
の各工程で所要の操作がなされるに十分な時
間だけ、カートン容器１の搬送を一時的に停止す
るように間欠的に駆動される。
第８図は第７図のＡ−Ａ線断面図で、液密シー
ル装置４０を説明するための図で、該第８図は超
音波振動を利用した超音波シールの場合を示して
いる。同図において４１はホーンで、その先端部
４１Ａが上記後部パネル７の上半部７Ｂと係合す
る位置に配設され、超音波振動子４２に連結され
ており、該超音波振動子４２によつて約20000ヘ
ルツの周波数で振動されるようになつている。４
３はアンビルで、同アンビル４３はエアシリンダ
４４によつて矢印４５の方向に移動されるように
なつており、超音波振動子４２およびエアシリン
ダ４４は図示省略の機体本体に取付けられてい
る。また、上記アンビル４３は、図示省略の制御
装置の指令によつてカートン容器１がエンドレス
チエン３２，３４によつて搬送されている間は、
上記前部パネル６の上半部６Ｂと係合しない位置
にエアシリンダ４４で後退せしめられ、カートン
容器１が所定の位置に搬送されて停止すると、エ
アシリンダ４４の作動によつて前部パネル６の上
半部６Ｂと係合してアンビル４３とホーン４１の
間にカートン容器１の液密シール部を適切な圧力
をかけてはさみ込むように駆動されるようになつ
ている。
ついで、図示省略の制御装置からの指令に基づ
いてホーン４１が超音波振動子４２によつて振動
させられる。そしてカートン容器１の頂上部がホ
ーン４１とアンビル４３に適切な圧力ではさまれ
てホーン４１が所要時間超音波振動すると、前部
パネル６および後部パネル７の液密シール部１９
のポリエチレンが溶融する。ホーン４１が図示省
略の制御装置からの指令に基づいて所要時間振動
したのち、カートン容器１の頂上部をホーン４１
とアンビル４３に適正な圧力で所要時間はさまれ
たままにしておくと、上記溶融したポリエチレン
が冷却されることにより、前部パネル６と後部パ
ネル７の液密シール部１９が固着される。そして
この液密シールが終了すると、アンビル４３は図
示省略の制御装置からの指令に基づいてエアシリ
ンダ４４の作動により後退させられる。ついでエ
ンドレスチエン３２，３４によつてカートン容器
１が搬送され、上記作動を繰返えす。
このような超音波シール装置４０のアンビル４
３の構造について第９図および第１０をもとに説
明する。
第９図は第８図のＢ矢視図である。第１０図は
第９図のＣ−Ｃ線断面図で説明の便宜上カートン
容器部分を省略した図となつている。第９図およ
び第１０図においてアンビル４３はカートン容器
１の液密シール部１９の形状に係合するように、
凹部４３Ｂおよび４３Ｃが設けてある。
すなわち、カートン容器１の液密シール部１９
がエアシリンダ４４の作動によつてホーン４１と
アンビル４３の間にはさまれて加圧されると、カ
ートン１の圧縮ひずみがほぼ同等となるようにな
つている。圧縮ひずみが同等となることにより、
超音波振動を受けたとき発生する熱量が同等とな
る。
もし、４３Ｂ，４３Ｃの凹部が設けられていな
いとすると、４３Ａ部のカートン容器（第９図で
は４枚重ね）が丁度良好なシール状態となる場
合、凹部４３Ｂ部のカートン容器（第９図では６
枚重ね）、凹部４３Ｃ部のカートン容器（第９図
では５枚重ね）は過度の熱エネルギーを受けて焦
げが発生する。
従来、アンビル４３の凹部はカートン容器１の
重ね合せ枚数に対応して設けられていたが、この
ような従来の構造では第１１図〜第１３図をもと
に説明する次のような欠点がある。第１１図は第
４図のカートン容器１を斜め上方から見て、液密
シール部１９部を第４図のＤ−Ｄ線でカツトした
図である。
第１２図はシール部中央の側部パネル８Ｂおよ
び９Ｂの折曲げ部５０の８Ｂ側を拡大した断面図
である。また第１３図はシール端部の５１を拡大
した断面図である。第１２図、第１３図におい
て、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅはそれぞれポ
リエチレン（カートン容器１の外面側）、板紙、
ポリエチレン、アルミ箔、ポリエチレン（カート
ン容器１の内面側）である。
このような５層からなるカートン容器１の折曲
げ部５０は折曲げられているために液密シール時
折曲げられていない個所よりも大きなひずみが生
じている。したがつて、該折曲げ部５０は超音波
振動を受けると、折曲げられていない個所よりも
多くの熱量が発生する。発熱量が過多になるとポ
リエチレン１Ｃが過度に溶融されるとともに、ポ
リエチレン１Ｃの中の沸点が比較的低い他の物質
または板紙１Ｂの中の水分が気体となつてポリエ
チレン１Ｃが沸騰したような状態になり、アルミ
箔１Ｄが沸騰したポリエチレン１Ｃが突き破られ
ることがある。アルミ箔１Ｄが突き破られると、
ポリエチレン１Ｅの層も突き破られることが多
い。
このような現象が折曲げ部５０の下方、すなわ
ち中の液体２に接する個所で発生すると、浸透性
の強い液体２がポリエチレン１Ｅ、アルミ箔１
Ｄ、ポリエチレン１Ｃの突き破られた部分を経て
板紙１Ｂに達し、さらに時間の経過とともに板紙
１Ｂの中を浸透して拡がる。この作用によりカー
トン容器１の外表面が変色して、外観上見苦しく
なるとともに外表面のポリエチレン１Ａが傷つい
て板紙１Ｂが外表面に露出している部分ではカビ
が発生するおそれがあるという欠点があつた。
なお５１部は中の液体２に接することがないの
で、上記のような現象が生じても問題はない。
本考案は、上記従来のものの欠点を解消するこ
とを目的として提案されたもので、カートン容器
のシール部分を溶着する超音波シール装置におい
て、アンビルまたはホーンの少なくとも一方の上
記カートン容器のシール部分に位置し、、かつカ
ートン容器の液部と接触するカートン折曲部との
係合する個所のうち、上記シール部分の上部に係
合する個所は、、狭く、浅く、下部に係合する個
所にいくにつれて次第に広く、深くなるような凹
部を設けたことを特徴とするカートン容器の超音
波シール装置に係るものである。
以下第１４図および第１５図に示す実施例によ
り本考案につき具体的に説明する。第１４図およ
び第１５図はそれぞれ第９図および第１０図に対
応する図である。第１５図は第１４図のＥ−Ｅ断
面図である。第１４図および第１５図において５
５はアンビル４３に設けられた凹部で、カートン
容器１の液密シール部１９の折曲げ部５０に位置
している。該凹部５５の巾および深さはカートン
容器１の構成、厚さ等の性質によつて適宜選択さ
れるが、液密シール部１９の上部に係合する箇所
５５Ａは狭く、浅くなつており、液密シール部１
９の下部に係合する箇所５５Ｂにいくにつれて広
く、深くなるようになつている。
本考案装置の一実施例は上記のように構成され
ており、カートン容器１がホーン４１とアンビル
４３にはさまれて加圧状態のもとで超音波振動を
受けると発熱するが、アンビル４３にカートン１
の折曲げ部５０に係合する箇所で凹部５５が設け
てあるために、折曲げによるひずみと凹部５５で
アンビル４３とホーン４１にはさまれて加圧され
ることによるひずみの和が他の箇所４３Ａ，４３
Ｂ，４３Ｃでアンビル４３とホーン４１にはさま
れて加圧されることによるひずみとほぼ同等にな
り、液密シール部１９の全域に亘つて同じように
発熱する作用をする。
カートン容器１の形状、厚さ等の性質にばらつ
きがない場合は、アンビル４３の凹部５５の巾お
よび深さは第１６図（第１６図は第１５図に対応
する図）のように５５Ａから５５Ｂに亘つて一定
にしておいても上記の作用をするが、通常カート
ン容器１にはばらつきがあるので、凹部５５が一
定であると、発熱がやや過度気味になつたり、不
足気味なつたりする。そこでカートン容器１にば
らつきを考慮して、凹部５５を第１５図のよう
に、凹部５５の巾および深さが、５５Ａ部は狭く
浅く、５５Ｂ部にいくにつれて広く深くなるよう
にしてあるので、凹部５５と係合する液密シール
部１９は上部がやや過度気味に発熱し、下部がや
や不足気味に発熱することによつて、上部から下
部への途中の箇所で真に適度に発熱することにな
る。この場合上部は液体に接しないので、やや過
度気味に発熱しても構わない。したがつて、折曲
げ部５０で液体に接する箇所は、過度の発熱によ
りポリエチレン１Ｃは、アルミ箔１Ｄ、ポリエチ
レン１Ｅが突き破られることはなくなる。
以上記述した例では、カートン頂上部の液密シ
ールの場合の例であるが、カートン底部の液密シ
ールの場合でも本考案が応用できることはもちろ
んである。
また、上述の例ではアンビル４３に凹部５５を
設けた例を示したが、ホーン４１に凹部を設けて
もその作用は同等である。さらに、アンビル４３
とホーン４１ともに凹部を設けた構造としてもよ
いことはもちろんである。
本考案装置は、上記のような構成、作用を具有
するものであるから、本考案によれば、液密シー
ル部の液体に接するカートン容器１の折曲げ部５
０のところでアンビル４３またはホーン４１に凹
部を、液密シール部の上部は巾、深さが狭く、浅
く、下部は巾、深さが広く、深くなるように設け
たことにより、折曲げ部５０の液体に接する箇所
での過度の発熱によるポリエチレン１Ｃ、アルミ
箔１Ｄ、ポリエチレン１Ｅの破れがなくなり、浸
透性の強い中味の液体が板紙１Ｂに浸透しなくな
つてカートン外表面が変色することやカビが生ず
ることがないという実用的効果を挙げることがで
きる。
なお、本考案は前記した５層のものに限らず、
例えばポリエチレン／板紙／ポリエチレンの３層
構造のカートン容器に対しても、折曲げ部５０が
他部に比して過度の熱エネルギーを受けて焦げが
発生する等の場合、適用可能なことはいうまでも
ない。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第１３図は、従来のカートン容器
と、その製作工程の概略説明図で、第１図は一部
を切開して示す斜視図、第２図は半完成品の斜視
図、第３図は頂上部の折込みぐせ形成工程説明
図、第４図は頂上部の液密シール工程説明図、第
５図は第２図のＰ矢視図、第６図は第４図のＱ矢
視図、第７図はカートン容器への液体充填機の平
面図、第８図は第７図のＡ−Ａ線断面図、第９図
は第８図のＢ矢視図、第１０図は第９図のＣ−Ｃ
線断面図、第１１図は第４図のＤ−Ｄ線に沿う断
面図、第１２図は第１１図のシール部中央の拡大
断面図、第１３図は第１１図のシール部端面の拡
大断面図、第１４図および第１５図は本考案の一
実施例の概略説明図で、第１４図は上記第９図に
対応する図、第１５図は上記第１０図に対応する
図で、第１４図のＥ−Ｅ線断面図である。第１４
図および１５図において、 １９……カートン容器の液密シール部、４１…
…ホーン、４３……アンビル、５５……凹部。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. カートン容器のシール部分を溶着する超音波シ
    ール装置において、アンビルまたはホーンの少な
    くとも一方の上記カートン容器のシール部分に位
    置し、かつカートン容器の液部と接触するカート
    ン折曲部との係合個所のうち、上記シール部分の
    上部に係合する個所は、狭く、浅く、下部に係合
    する個所にいくにつれて次第に広く、深くなるよ
    うな凹部を設けたことを特徴とするカートン容器
    の超音波シール装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59115218A (ja) * 1982-12-15 1984-07-03 ポ−ラ化成工業株式会社 紙製容器の口部溶着方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5382595A (en) * 1976-10-08 1978-07-21 Ex Cell O Corp Method of and apparatus for sealing closed ends of carton made of card board coated with thermoplastic material

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