JPS6326021B2 - - Google Patents

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JPS6326021B2
JPS6326021B2 JP54054688A JP5468879A JPS6326021B2 JP S6326021 B2 JPS6326021 B2 JP S6326021B2 JP 54054688 A JP54054688 A JP 54054688A JP 5468879 A JP5468879 A JP 5468879A JP S6326021 B2 JPS6326021 B2 JP S6326021B2
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JP
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coating strip
compression
thermoplastic resin
support tool
compression device
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JP54054688A
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Eritsuku Orusen Yan
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TETRA PAK INT
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、包装容器へ被覆ストリツプをシール
する方法と、その装置とに関する。
〔従来の技術〕
液体食品、例えば、ミルクとジユースとを包装
する使い捨て式の包装容器は、現在、大抵積層材
料から製造される。積層の外側の層は、熱可塑性
樹脂が、積層を液体に対して不透過性にするばか
りでなく、積層の包装容器への変換に必要なシー
ル用フインの形成される際に積層の熱シールを可
能にするので、殆んどの場合に熱可塑性樹脂から
成る。
種々な目的を果たす別の積層された層、例えば
包装積層の剛性を増大する発泡熱可塑性樹脂材料
の繊維材料、材料のガスに対する不透過性を向上
するアルミニウム箔、またはポリビニールアルコ
ールの膜は、２つの外側の熱可塑性樹脂層の間に
存在する。積層材料の外側熱可塑性樹脂層は、積
層の内側層が内容物に接触する様になるのを常時
阻止し、この接触することは、特定の層が、可能
ならば、内容物に接触すべきでないために望まし
くなく、例えば、繊維層は、内容物を繊維材料が
吸収するためであり、アウミニウム層は、アルミ
ニウムが特定の内容物に反応するためである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この型式の包装容器は、材料を打抜いた注入口
の形態の口装置を或る場合には備え、該口装置
は、個々の包装容器への材料の変換に先立ち、外
側の熱可塑性樹脂層にシールされる引裂き用被覆
ストリツプで被われる。この結果、注入口を限定
する材料の切断端縁は、包装容器の内側にあり、
従つて、内容物に接触する様になり、これは、上
述の如く、通常、望ましくない。包装容器の内側
へ第２被覆ストリツプを装着することでこの問題
を解決することが従来試みられ、該ストリツプ
は、一方では、注出口の周囲の包装材料の内側へ
シールされ、他方では、実際の注出口での外側被
覆ストリツプにシールされる。この結果、切断端
縁は、包装容器の内側から安全に遮断されるが、
容器の内側に位置する被覆ストリツプは、好まし
くない附加物を形成し、口装置の製造を一層高価
かつ困難にし、汚染物と細菌とが残り得る空所と
凹所とを形成する危険を更に増大する。この危険
は、発泡樹脂材料の層を有する型式の積層材料で
包装容器が作られるときに特に大きいが、それ
は、該積層材料が比較的厚く、従つて、空所の形
成の大きな危険を与えるからである。
従つて、本発明の目的は、包装容器の内側での
高価で取扱うのが不具合な弛いストリツプの形
態、または細菌と塵埃とが集積し得る空所と凹所
との形成の増大された危険を備える従来の方法の
欠点を有することなく、上述の型式の口装置の製
造を可能にする方法を提供することである。
本発明の他の目的は、包装容器の積層の口の上
に被覆ストリツプをシールする方法を提供するこ
とであり、該方法により、口に周囲の積層端縁
は、積層の内側層が熱可塑性材料で被われると共
に、ポケツトないし空所の発生を防止する様に端
縁が変換される如くシールされる。
本発明の他の目的は、上述の問題の解決を達成
することであり、それにより、包装の積層に含ま
れる熱可塑性樹脂の層は、切断端縁のシールを行
うと共に、被覆ストリツプのシールを行う如く使
用される。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
これ等の目的は、本発明によつて達成され、こ
のとき、積層材料の包装容器壁の口の上に被覆ス
トリツプをシールする方法は、材料に含まれる２
またはそれ以上の熱可塑性樹脂層が、被覆ストリ
ツプに結合され、口の端縁と共に、該端縁に接合
する積層材料の領域と、被覆ストリツプとが、圧
縮装置、支持工具および超音波発生装置を用いて
熱可塑性樹脂材料の軟化温度以上の温度に同時の
圧縮を伴つて加熱され、従つて、熱可塑性樹脂の
層が、端縁上を流れる様になり、相互と、被覆ス
トリツプとに結合されることを特徴とする。この
様にして、流出した物質の熱可塑性樹脂材料で被
われ、被覆ストリツプの材料に該樹脂材料で直接
結合される柔軟で狭い材料端縁が現われる。
本発明の方法の好適実施例は、加熱が、熱可塑
性樹脂材料を軟化する様な強さと周波数とを有す
る超音波に材料を哂すことで行われることを特徴
とする。超音波による加熱は、材料の局部過熱の
如何なる惧れもなしに、所望の温度が迅速に得ら
れることを可能にする。
本発明の方法の他の実施例は、熱可塑性樹脂層
が軟化したとき、超音波の作用が遮断され、次
に、加熱された材料の加熱領域が継続する圧縮を
伴つて冷却されることを特徴とする。圧縮を伴う
冷却は、材料端縁が得られた形状を保持すること
を保証すると同時に、被覆ストリツプの良好な接
着が保証される。
本発明の方法の他の実施例は、材料が、150及
至200℃の温度に加熱されることを特徴とする。
この温度の間隔は、最も一般的に使用される熱可
塑性樹脂材料の所望の流出を得るために好適なこ
とが実証された。
また、本発明の目的は、本特許請求の範囲のい
づれかの項記載の方法を実施する装置を提供する
ことである。該装置の好適実施例は、処理される
材料領域に対応する作用面を有する圧縮装置と、
該圧縮装置と協働する支持工具と、該支持工具に
対し圧縮装置を制御可能に押圧する駆動要素と、
超音波を発生する要素とを備えることを特徴とす
る。
本発明の装置の一実施例は、支持工具が、輪郭
のある作用面を有することを特徴とする。これ
は、高い圧力および／または温度での樹脂材料の
完全な押出しの発生を防止する。
本発明の装置の他の実施例は、支持工具の作用
面が、0.05及至0.4mm、好ましくは、0.2mmの輪郭
深さを有することを特徴とする。
本発明の装置の他の実施例は、超音波を発生す
る要素が、圧縮装置に設けられることを特徴とす
る。
本発明の装置の他の実施例は、圧縮装置の作用
面が、環状なことを特徴とする。
〔実施例〕
本発明の方法と装置との好適実施例は、添附図
面を参照して下記に詳細に説明される。
第１図には、注入口２が設けられる包装容器の
壁１の断面が示される。被覆ストリツプ３は、包
装容器の壁の外側で注入口の上に装着される。包
装容器の壁１は、約0.8mmの厚さのキヤリヤ層４
を有する積層材料から成る。キヤリヤ層４は、熱
可塑性発泡樹脂、例えば、ポリスチレンから成
る。均質な熱可塑性樹脂、例えば、ポリスチレン
の層５は、包装容器の外側に面するキヤリヤ層４
の側部にある。層５は、約0.1mmの厚さを有して
いる。２つの他の層、即ち、アルミニウム箔の層
６と、均質な樹脂材料、例えば、ポリスチレンか
ら成り層６の外側に位置する層７とは、包装容器
の内側に面するその表面上でキヤリヤ層に積層さ
れる。層７は、層５の如く、約0.1mmの厚さを有
している。
上述の積層の型式は、例えば、ワイン用包装容
器の製造に使用され、この目的に適当な幾つかの
特性、例えば、大きな剛性と、ガスに対すると同
様な液体に対する良好な不透過性とを有してい
る。これ等の特性は、均質な樹脂層５，７が、キ
ヤリヤ層４の比較的大きな厚さに基づき、例えば
Ｉビームで生じるのと同様に、曲げに対する大き
な抵抗を発生する様な距離に相互に位置する故に
主として得られる特別な構造と剛性とに依る。そ
の上、２つの均質な樹脂層５，７は、液体に対し
良好な不透過性を保証し、一方、内側樹脂層７
と、発泡層４との間に位置するアルミニウム箔の
層６は、ワインまたは殺菌された製品、例えば、
殺菌されたミルクまたはジユースの包装に特に重
要な原料のガスに対する透過性を低減する。
打抜き、切断等で材料に設けられる注入口ない
し注出口２は、引裂き用被覆ストリツプ３で被わ
れ、ストリツプ３は、包装容器の壁１の外側で注
入口の上に装着される。被覆ストリツプ３の寸法
は、実際の注出口を被う外に、注出口の周囲に位
置する包装容器の壁の領域の一部をも被う如く形
成され、該領域内では、被覆ストリツプは、接着
またはその他の適当な方法で壁に結合される。上
述の場合には、包装容器の壁に対する被覆ストリ
ツプのシールは、ポリ塩化ビニールで作られる被
覆ストリツプが包装容器の壁に面するポリスチレ
ンの材料層８を有し、層８が、例えば、高温空気
による局部加熱で、同一の材料で作られる包装容
器の壁の外側層５に軟化されて結合可能なため、
加熱と圧縮とで実施可能である。
第１図を参照して説明した注入口と、該注入口
を被うストリツプとを備える口装置は、特定の型
式の包装容器では通常のものであるが、特定の欠
点を有し、まづ第１に、空所と凹所とが、被覆ス
トリツプに面する注出口の隅９で被覆ストリツプ
と包装容器との間に形成され易いからである。こ
の問題は、発泡樹脂の層を有する上述の型式の包
装積層では特に強調されるが、それは、この積層
が比較的厚く、切断ないし打抜きの際に、比較的
不整な切断面を形成する傾向があるからである。
また、積層に含まれる異なる層が包装容器の内側
に対し注出口の周囲の実際の切断面に露出される
ことがよく認められ、これは、発泡層４がその切
断面に細菌の集積可能な多数の微細な溝と空所と
を形成するため、衛生上の見地で欠点である。そ
の上、発泡層は、上述の如く気密ではない、更
に、アルミニウム箔の層６は、特定の型式の内容
物、例えば、ワインに接触する様になつてはなら
ないが、それは、アルミニウムがワインの特定成
分、例えば硫黄と酸とに反応するからである。
これ等の欠点を克服するため、別の被覆ストリ
ツプを注出口に予め装着することは、公知の態様
で可能であり、該ストリツプは、包装容器の内側
に面する包装容器の積層の側部に設けられ、この
丸い注出口と、実際の注出口内の外部被覆ストリ
ツプ３とにシールされ、内側ストリツプのこの後
者の部分は、包装容器が外側ストリツプの除去で
開口される際、外側ストリツプに随伴する。しか
しながら、内側ストリツプの装着は、初めに説明
した他の欠点を有しているので、本発明は、第１
図の口装置への別の処理を包含する解決をこの代
りに提供する。
第２図に示す包装容器の積層は、第１図に示す
ものとその構造が同一であり、従つて、外側の均
質な樹脂層５，７と共に、発泡樹脂の中心のキヤ
リヤ層４と、アルミニウム層６とを有している。
また、被覆ストリツプ３は、第１図に示す被覆ス
トリツプに対応し、従つて、包装容器の壁に面す
るポリスチレンの層８と、ポリ塩化ビニールの層
とを有する積層から成る。
図面で認められる如く、注出口に面する包装積
層の切断端縁は、該端縁がシールされると同時に
被覆ストリツプ３の下側に対して平滑に休止する
如く処理され、従つて、積層の内側の２層４，６
は、包装容器の内側に露出されない。被覆ストリ
ツプのこのシールは、材料に含まれる熱可塑性材
料の層、即ち、層４，５，７が中間の熱可塑性樹
脂層を介して直接または間接のいづれかで相互と
被覆ストリツプの内側とへ総てを結合される如く
一体に溶融されることで実施される。これは、注
入口２の周囲に位置する包装材料の端縁と、該端
縁に結合する積層の領域とが、圧縮されると同時
に熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱さ
れ、その結果、熱可性樹脂層が、元の材料の端縁
上に押出され、相互と、被覆ストリツプ３の層８
とに結合される如く一体になることで行われる。
この結果、注入口２の中心部分に近く位置する均
質な熱可塑性樹脂材料の舌１０が形成され、これ
は、元の発泡キヤリヤ層４から主として作られ
る。舌１０は、アルミニウム箔の層６と共に発泡
キヤリヤ層４の端縁を容囲して被い、これによ
り、これ等の層が、容器内にある内容物に接触す
る様になるのを効果的に防止する。この様にし
て、発泡層の端縁面のシールがガスに対する不透
過性の認められる様な向上を同時にもたらすの
で、内容物は、アルミニウム箔または侵入するガ
スに接触して悪影響を受けるのを防止される。
元の材料の厚さと、舌１０の厚さとの間の平滑
な遷移のため、汚染物と細菌とが集積可能で包装
の殺菌の際に効果的に殺菌するのが非常に困難な
凹所ないし空所の発生が防止され、注出口の領域
での包装材料の内面が、このとき、完全に均質な
熱可塑性樹脂材料から成るので、元の切断面に現
われる微細な溝ないし毛細管の問題も排除され
る。
注出口２の切断面の第２図に示す様な形状への
変換は、上述の如く、包装積層と、被覆ストリツ
プとが同時の加熱と圧縮とを受けることが達成さ
れる。これは、特に、材料層が圧縮されると同時
に、熱可塑性樹脂材料が舌１０を形成する如く軟
化されて流出する様な強さと周波数の超音波を材
料層が受けることで実施される。熱可塑性樹脂層
がポリスチレンから成るとき、所望の結果は、材
料層が50kg／cm2の力で圧縮されると同時に、熱可
塑性樹脂層が150乃至200℃の温度に加熱されれば
得られる。
材料端縁の変換は、本発明によると、その作動
部分を第３図に示される装置の扶助で行われる。
第３図に示す包装材料は、被覆ストリツプと同様
に、上述で図示説明したものとその構造が同一で
ある。しかしながら、第３図では、該材料は、本
発明の装置の扶助で同時に加熱と圧縮とを受ける
成形の瞬間において示され、該装置は、作用面１
２を有する圧縮装置１１と、支持工具１３と、該
支持工具へ向いまたは離隔する方向へ圧縮装置を
変位し所望の圧縮力を発生する駆動要素（図示せ
ず）と、超音波の発生用要素とを備えている。圧
縮装置１１は、その端部が作用面１２に位置する
マンドレルの形状を有している。作用面は、ほぼ
環状であり、圧縮される包装材料壁の領域の外径
に相当する外径と、該領域の内径に相当する内径
とを有している。作用面の中心の凹所は、注出口
上に位置し従つて包装材料壁に結合されない被覆
ストリツプ３の部分の無用な圧縮を防止する如
く、圧縮装置に設けられる。支持工具１３は、そ
の直径が作用面１２の外径に一致する円筒形作用
面を有している。支持工具と被覆ストリツプとの
間の空間に閉じ込められる空気を排出するダクト
１４は、支持工具３の中心に設けられる。
超音波を発生する要素は、所望の個所に設置さ
れる装置の別個の部分でもよいが、超音波が圧縮
装置と作用面とを介して処理される材料面へ伝達
される如く、圧縮装置と一体に適当に形成される
か、または圧縮装置内に配置される。超音波を発
生する該要素は、公知の構造のものでもよく、従
つて、ここでは詳細に説明しない。
被覆ストリツプのシールは、包装材料が、まだ
平坦な形状にあり、相互に分離されている圧縮装
置と支持工具との間に簡単な態様で導入可能な際
に行われる。被覆ストリツプは、注出口上の正確
な位置に予め暫定的な態様で包装容器の材料に結
合されるのが適当である。包装積層と、被覆スト
リツプとが、圧縮装置と支持工具との間の正しい
位置に設置されるとき、超音波を発生する要素
は、始動され、これと同時に、圧縮装置は、支持
工具１３の方向へ移動される。圧縮装置が被覆ス
トリツプ３に接触する様になるとき、材料の加熱
は、直ちに進行する。支持工具への圧縮装置の運
動は、材料層が、所定の力、好ましくは、約50
kg／cm2の力で一体に押圧されるまで継続する。次
に、材料層は、熱可塑性樹脂層が150乃至200℃の
温度に加熱され、元の切断端縁上に流出する様に
なるのと同様に第３図に示す位置に一体に押圧さ
れる。約0.15秒の全体の加熱時間の後、加熱は、
超音波の発生を遮断することで中断される。しか
しながら、圧力は、約0.1秒の短い時間にわたり
更に維持され、この時間中、材料は、放冷され
る。この冷却は、材料が、良好な熱伝導性の材
料、例えば、金属で両者とも作られる圧縮装置
と、支持工具とに接触することで促進される。所
要の冷却時間の後、シールは完了し、圧縮装置
は、材料から引込められて、材料は除去可能にな
る。
被覆ストリツプと、支持工具との間の空間での
上昇する空気圧力による被覆ストリツプまたは溶
融熱可塑性樹脂材料への如何なる悪影響をも防止
する如く、この空間は、大気へ開口されるか、ま
たは排気ポンプへ連結される排気ダクト１４の扶
助で、工程中排気される。
実際的な実験は、加えられる圧力と温度との値
が、所望の結果を得るために非常に狭い限界内に
維持されねばならないことを時々（即ち、特定の
型式または厚さの材料のとき）示した。従つて、
幾つかの実験は、温度および／または圧力が僅か
に高過ぎて設定され、それが被覆ストリツプとア
ルミニウム箔との間に樹脂層を実際上全く残さな
い様な程度まで樹脂層を圧縮する如く直接導き、
その結果、接着と不透過性とが損なわれるために
失敗した。
この困難性は、本発明の装置の好適実施例の支
持工具が、輪郭のある作用面、例えば、文字のあ
る面または環状あるいは螺旋形の溝のある面を与
えられることで克服される。輪郭の深さは、0.05
乃至0.4mm、好ましくは0.2mmであり、一方、溝
（凹所）間の距離に対する有利な値の間の距離は、
約0.5mmであることが判明した。支持工具のこの
構造は、溝ないし凹所に対応する積層の部分が、
全体の圧縮力とは関係なく支持工具の輪郭の深さ
で定められ或る程度まで積層の厚さ、即ち、溝な
いし凹所内に圧縮される材料の量で定められる値
を有する限られた圧縮力を受けることを保証す
る。
輪郭を設けることは、非常に効果的で、輪郭の
ない平坦な作用面を有する支持工具で可能なより
も著しく広い許容限界内での圧力と、温度との選
択を可能にすることが判明した。包装容器の内側
に面する表面へ賦与される軽い輪郭付けは、欠点
を全く与えないことが判明した。
本発明の方法による材料端縁の加熱は、他の方
法、例えば高温空気による加熱等の扶助で勿論実
施可能である。しかしながら、このとき、材料の
全体の厚さにわたり均等な加熱を得ることは、発
泡材料が特定の断熱効果を有し、その上、アルミ
ニウム層が加熱されるべき注入口の周囲の比較的
限られた空間から除去する如く熱を導くため、一
層困難である。その上、該加熱方法の使用で、材
料表面は、超音波による加熱の場合よりも高い温
度に加熱されるので、圧縮装置または支持工具に
それ自体を粘着ないし附着させる材料の危険が増
大し、シールの劣悪な結果の機会がもたらされ
る。また、超音波は、シール用装置、即ち、圧縮
装置と、支持工具とが、事象の全過程中低温に保
たれ、従つて、加熱の停止後の冷却に寄与するこ
とを意味する。
〔発明の効果〕 本発明は圧縮装置、支持工具および超音波発生
要素を用いて、熱可塑性樹脂材料の軟化温度を越
える温度に同時に圧縮を伴つて加熱し、従つて、
前記包装材料内側の熱可塑性樹脂が、抽出孔の端
縁上に流れる様になり、互に前記被覆ストリツプ
とに結合されるので、容器の内側に位置する被覆
ストリツプが開口後、好ましくない附加物を形成
することがなく、そのため口製造を安価かつ容易
にし、汚染物と細菌とが残り得る危険性を少なく
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施する以前の口装置
の断面図、第２図は本発明の方法による加工後の
口装置の断面図、第３図は本発明の方法による加
工中の同上の口装置と本発明を理解するのに肝要
な本発明の装置の部分との断面図を示す。 １……包装容器の壁、２……注入口（注出口）、
３……被覆ストリツプ、４……キヤリヤ層、５，
７……熱可塑性樹脂層、１１……圧縮装置、１２
……圧縮装置の作用面、１３……支持工具。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 積層材料の包装容器壁の口の上に被膜ストリ
    ツプをシールする方法において、 前記積層材料に含まれる２またはそれ以上の熱
    可塑性樹脂層４，５，７が、前記被覆ストリツプ
    ３に結合され、このとき、前記口２の端縁と、該
    端縁に接合する積層材料１の領域と、前記被覆ス
    トリツプ３とが、圧縮装置１１、支持工具１３お
    よび超音波発生要素を用いて、熱可塑性樹脂材料
    の軟化温度を越える温度に同時の圧縮を伴つて加
    熱され、従つて、前記熱可塑性樹脂層４，５，７
    が、前記端縁上に流れる様になり、相互と前記被
    覆ストリツプ３とに結合されることを特徴とする
    方法。 ２ 前記加熱が、前記熱可塑性樹脂を軟化する様
    な強さと周波数とを有する超音波に前記材料を晒
    すことで行われることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ３ 前記熱可塑性樹脂層が軟化した際、超音波の
    作用が遮断され、次に、加熱された材料の領域
    が、継続する圧縮を伴つて冷却されることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 前記材料が、150及至200℃の温度に加熱され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項及至第
    ３項のいずれかの項記載の方法。 ５ 積層材料の包装容器壁の口の上に被覆ストリ
    ツプをシールする装置にして、 前記積層材料に含まれる２またはそれ以上の熱
    可塑性樹脂層４，５，７が、前記被覆ストリツプ
    ３に結合され、このとき、前記口２の端縁と、該
    端縁に接合する積層材料１の領域と、前記被覆ス
    トリツプ３とが、熱可塑性樹脂材料の軟化温度を
    越える温度に同時の圧縮を伴つて加熱され、従つ
    て、前記熱可塑性樹脂層４，５，７が、前記端縁
    上に流れる様になり、相互と前記被覆ストリツプ
    ３とに結合されるようにするシール装置におい
    て、 処理される材料領域に対応する作用面１２を有
    する圧縮装置１１と、該圧縮装置と協働する支持
    工具１３と、該支持工具１３に対して前記圧縮装
    置１１を制御可能に押圧する駆動要素と、超音波
    を発生する要素とを備えることを特徴とするシー
    ル装置。 ６ 前記支持工具１３が、輪郭のある作用面を有
    することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
    のシール装置。 ７ 前記支持工具１３の作用面が、螺旋形に形成
    された溝を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第６項記載のシール装置。 ８ 前記支持工具の作用面が、0.05及至0.4mm、
    好ましくは、0.2mmの輪郭の深さを有することを
    特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項記
    載のシール装置。 ９ 前記超音波発生要素が、前記圧縮装置１１に
    設けられることを特徴とする特許請求の範囲第５
    項及至第８項のいずれかの項記載のシール装置。 １０ 前記圧縮装置１１の作用面が、環状である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項及至第９
    項のいずれかの項記載のシール装置。
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