(57)【要約】【課題】内溶液の紙容器への充填後に頂部をヒートシールで密封する際に、ヒートシール面から内溶液やその泡の付着物を除去し、且つ付着を防止して、シール性や密封性を確保することができる屋根型紙容器用シール装置を提供すること。【解決手段】シール装置は、屋根型紙容器の頂部を密封する装置であって、容器底を下に容器開口が上になるように垂直の正立状態を有し、容器の頂部の開口から内溶液の飲料が容器上部まで充填され、装置は、頂部容器内面の密封部分を加熱して、熱可塑性樹脂層を軟化若しくは溶融して圧着する密封手段を備え、密封手段による圧着の直前に備えられ、頂部容器内面の密封部分に超音波振動を与える超音波振動手段を備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根型紙容器の頂部を密封する装置であって、
密封される容器が、内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料からなる底有り角筒状体容器であり、かつ
該容器底を下に該容器開口が上になるように垂直の正立状態を有し、該容器の頂部の開口から内溶液の飲料が該容器上部まで充填され、
該装置は、頂部容器内面の密封部分を加熱して、該熱可塑性樹脂層を軟化若しくは溶融して圧着する密封手段を備え、
該密封手段による圧着の直前に備えられ、該頂部容器内面の該密封部分及び／又は該飲料が充填された該容器上部に、超音波振動を与える超音波振動手段を備える、
ことを特徴とするシール装置。
【請求項２】
該超音波振動手段が、該密封部分に対応する該容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が該容器壁を介して該容器上部に伝播する、請求項１記載のシール装置。
【請求項３】
該超音波振動手段が、該飲料が充填された該容器上部に対応する該容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が該容器壁を介して該密封部分に伝播する、請求項１記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、ジュース等飲料の液体屋根型紙容器の包装充填に用いるシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料からなる底有り角筒状体容器を準備し、容器底を下に容器開口が上になるように容器を垂直に正立させ、容器の頂部の開口部から内溶液の牛乳、ジュース等飲料を充填し、熱風を頂部容器内面の密封部分に吹きつけて、熱可塑性樹脂層を軟化／溶融して圧着し、密封して屋根型紙容器を得る。
【０００３】
紙容器の頂部の密封に用いられるシール用加熱装置は、例えば、内面加熱ヒータと外面加熱ヒータとからなる。それぞれ側面に熱風を吹き出すための円形又はスリット状の小孔を多数配置したパターンからなる。液体紙容器の加熱すべき部分に熱風を吹きつけて、熱可塑性樹脂層を加熱溶融し、圧着する（例えば、特許文献１参照）。シール装置には、超音波溶着機構を用いることもできる。
【０００４】
内溶液を紙容器に充填して頂部をヒートシールで密封する際に、ヒートシール面に内溶液やその泡が付着していると液体の残渣がシール性に悪影響を及ぼし、密封性にバラツキが生じて、稀ではあるが密封部から製品が漏れる恐れがある。
液体の残渣、残留物を取り除くには、拭き取り、加熱乾燥、ジェットエアによる吹き飛ばし、超音波乾燥などがある。
【０００５】
超音波乾燥では、例えば、超音波によって、物体の内部若しくは外面に保持された液体を微粒化し、且つ内部摩擦によって発熱させ物体から液体を取り除く。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０１００３号公報
【特許文献２】特開昭５３−１０１７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、内溶液の紙容器への充填後に頂部をヒートシールで密封する際に、ヒートシール面から内溶液やその泡の付着物を除去し、且つ付着を防止して、シール性や密封性を確保することができる屋根型紙容器用シール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシール装置は、屋根型紙容器の頂部を密封する装置であって、
密封される容器が、内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料からなる底有り角筒状体容器であり、かつ
容器底を下に容器開口が上になるように垂直の正立状態を有し、容器の頂部の開口から内溶液の飲料が容器上部まで充填され、
装置は、頂部容器内面の密封部分を加熱して、熱可塑性樹脂層を軟化若しくは溶融して圧着する密封手段を備え、
密封手段による圧着の直前に備えられ、頂部容器内面の密封部分及び／又は飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与える超音波振動手段を備える、
ことを特徴とする。
【０００９】
この発明の好ましい態様において、超音波振動手段が、密封部分に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して容器上部に伝播する。
【００１０】
この発明の好ましい態様において、超音波振動手段が、飲料が充填された容器上部に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して密封部分に伝播する。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
この発明のシール装置は、屋根型紙容器の頂部を密封する装置である。
屋根型紙容器は、折目線が付された内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料であって、容器が展開された形状のブランクスから成形される。容器の成形は、ブランクスを折目線に沿って、折り曲げて、折畳み、角筒状の容器に成形し、次いで、角筒の底部分を折り重ね、ヒートシールして密封して容器底を形成し、最後に、容器頂部の開口を密封して行われる。
【００１２】
内容液の飲料は、上述の容器底の形成ステップと容器頂部の開口密封ステップとの間に、充填される。
密封される容器が、内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料からなる底有り角筒状体容器である。
また、密封される容器が、容器底を下に容器開口が上になるように垂直の正立状態を有し、容器の頂部の開口から内溶液の飲料が容器上部まで充填される。
【００１３】
本発明のシール装置は、頂部容器内面の密封部分を加熱して、熱可塑性樹脂層を軟化若しくは溶融して圧着する密封手段を備える。
頂部容器内面の密封部分を、熱風噴射ノズルからの熱風により、また、加熱すべき部分に対向して熱風噴射と超音波子で外側から挟持とで、シール／密封する。
【００１４】
本発明のシール装置は、密封手段による圧着の直前に備えられ、頂部容器内面の密封部分及び／又は飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与える超音波振動手段を備える。
超音波とは、音波、すなわち、「音を出す物が振動することにより、その周囲に伝わる波動」であって、３０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度以上の周波数の音波である。
その機能には、溶着・溶接の機能があり、超音波振動による接合面の摩擦や材料自体が受ける圧縮の繰り返しにより、その内部が発熱して温度上昇し、さらに超音波の衝撃力により材料が軟化、溶融して溶着される。
また、超音波乾燥では、超音波によって、物体の内部若しくは外面に保持された液体を微粒化し、且つ内部摩擦によって発熱させ物体から液体を取り除く。
この発明では、それらの機能を用いること無く、頂部容器内面の密封部分及び／又は飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与え、第１に、飲料など液体を発熱させること無く、液体が付着した器壁内面（密封予定部分）から液体を引き離し、再び垂直な器壁に戻ること無く、器壁面に沿って落下する。発熱させないので、飲料の固形成分を濃縮や乾燥させることが無く、そのまま落下するので、器壁内面（密封予定部分）に戻って、汚染することを防止することができる。第２に、充填された液体が空気を液中に取り込み泡を生じさせるが、振動によって起こる圧力変化の波動、伝播する弾性波が、容器上部に充填された飲料の泡に衝突して、薄い液体の膜に亀裂を生じさせ、泡を壊すことができる。
【００１５】
この発明の一態様において、超音波振動手段が、密封部分に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して容器上部に伝播する。
超音波振動子は、容器外側表面に当接し、外から内に密封部分に超音波を与える。容器壁は比較的に剛性があるので、振動が容器壁を介して容器上部に伝播する。
頂部容器内面の密封部分及び飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与えることができる。
【００１６】
この発明の別の態様において、超音波振動手段が、飲料が充填された容器上部に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して密封部分に伝播する。
超音波振動子は、容器外側表面に当接し、外から内に容器上部に超音波を与える。容器壁は比較的に剛性があるので、振動が容器壁を介して容器頂部の密封部分に伝播する。
頂部容器内面の密封部分及び飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与えることができる。
【００１７】
上述のように、内溶液の紙容器への充填後に頂部をヒートシールで密封する際に、ヒートシール面から内溶液やその泡の付着物を除去し、且つ付着を防止して、シール性や密封性を確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について実施例を参照しながら詳細に説明する。
＜実施例１＞
折目線が付された内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料を、屋根型容器の展開形状に裁断し、長手方向に縦シールして両方向が開口した角筒状ブランクスを得る。
角筒状ブランクスのマンドレルに嵌挿しマンドレル外端から出た底用開口部のパネルを折れ目線に沿って折畳み、内外から金型で熱と圧力で押圧して、底部を形成する。
【００１９】
上述の底有り角筒状体容器を準備し、容器底を下に容器開口が上になるように容器を垂直に正立させる。
底有り角筒状体容器を、多数個縦列に整列させ、殺菌ステーション、充填ステーション、頂部用のトップシールステーションを順次、搬送する。
【００２０】
内容液の飲料は、容器底の形成ステップ後、殺菌ステーションの下流側で、充填される。
充填される容器が、内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙積層材料からなる殺菌された底有り角筒状体容器である。
また、充填される容器が、容器底を下に容器開口が上になるように垂直の正立状態を有し、容器の頂部の開口から内溶液の飲料が容器上部まで充填される。
【００２１】
実施例１のシール装置は、頂部容器内面の密封部分を加熱して、熱可塑性樹脂層を軟化若しくは溶融して圧着する密封手段を備える。
実施例１のシール装置は、頂部容器内面の密封部分を、熱風噴射ノズルからの熱風により予熱し、押圧して、シール／密封する。
【００２２】
実施例１のシール装置は、密封手段による圧着の直前に備えられ、頂部容器内面の密封部分に、超音波振動を与える超音波振動手段を備える。
超音波振動手段として、２０ｋＨｚ以上の周波数の音波出力性能を持つ超音波振動子を用いる。
この実施例１では、頂部容器内面の密封部分に、超音波振動を与え、第１に、飲料など液体を発熱させること無く、液体が付着した器壁内面（密封予定部分）から液体を引き離し、再び垂直な器壁に戻ること無く、器壁面に沿って落下する。発熱させないので、飲料の固形成分を濃縮や乾燥させることが無く、そのまま落下するので、器壁内面（密封予定部分）に戻って、汚染することを防止する。第２に、充填された液体が空気を液中に取り込み泡を生じさせるが、振動によって起こる圧力変化の波動、伝播する弾性波が、容器上部に充填された飲料の泡に衝突して、薄い液体の膜に亀裂を生じさせ、泡を壊す。この泡が密封予定部分を濡らす恐れがあるが、これを未然に防ぐ。
【００２３】
実施例１において、上述のように、超音波振動手段が、密封部分に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して容器上部に伝播する。
超音波振動子は、容器外側表面に当接し、外から内に密封部分に超音波を与える。容器壁は比較的に剛性があるので、振動が容器壁を介して容器上部に伝播する。
実施例１において、まず、頂部容器内面の密封部分に、次いで飲料が充填された容器上部に、超音波振動を与える。
【００２４】
＜実施例２＞
実施例２において、超音波振動手段が、飲料が充填された容器上部に対応する容器外側表面に当接された超音波振動子であり、与えられた振動が容器壁を介して密封部分に伝播すること以外、実施例１と同様に、シール装置が構成され、機能する。
実施例２において、超音波振動子は、容器外側表面に当接し、外から内に容器上部に超音波を与える。この振動によって、容器上部に充填された飲料に泡が発生しても、その泡を消し、泡が蓄積されてせり上がって密封部分が飲料で濡れることを防止する。容器壁は比較的に剛性があるので、振動が容器壁を介して容器頂部の密封部分に伝播する。
実施例２において、まず、飲料が充填された容器上部に、継いで、頂部容器内面の密封部分に、超音波振動を与える。
【００２５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。