(57)【要約】 【課題】コストをかけずに使用時の開封性が向上する屋根型紙容器を提供することを目的とする。【解決手段】頂部８のシール領域７は、前記一対の側面９ａに対して容器内部側１０と容器外部側１１に形成されるとともに、前記他の対向する一対の側面９ｂに対して容器内部側１０に形成される。前記一対の側面９ａの一方の側面９ｃとこの一方の側面９ａに当接する他の対向する一対の側面９ｂとによって形成される一方の領域１５（頂部の一方の領域１５）は易開封性の内溶液注出口１６である。この易開封性の内溶液注出口１６としての領域１５（頂部の一方の領域１５）は、前記一対の側面９ａの他方の側面９ｄとこの他方の側面９ｄに当接する他の対向する一対の側面９ｂとによって形成される他方の領域１７（頂部の他方の領域１７）よりも、シール領域７の熱風量を減少して熱可塑性樹脂の溶着力を弱くする熱風調整装置１８をノズル５に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材に被覆された熱可塑性樹脂をノズルから吐出する熱風でシール領域を溶融し、このシール領域を圧着して形成される屋根型紙容器の充填装置であって、
前記屋根型紙容器の頂部は、４側面の筒状に形成された紙基材の対向する一対の側面を容器内部側に折り込むと共に、他の対向する一対の側面によって挟み込んで形成され、
前記頂部のシール領域は、前記一対の側面に対して容器内部側と容器外部側に、前記他の対向する一対の側面に対して容器内部側に形成され、
前記一対の側面の一方の側面とこの一方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される一方の領域（頂部の一方の領域）は易開封性の内溶液注出口であり、
この易開封性の内溶液注出口としての領域（頂部の一方の領域）は、前記一対の側面の他方の側面とこの他方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される他方の領域（頂部の他方の領域）よりも、シール領域の熱風量を減少して熱可塑性樹脂の溶着力を弱くする熱風調整装置をノズルに設けることを特徴とする屋根型紙容器の充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載の屋根型紙容器の充填装置であって、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内部側に対して前記ノズルをそれぞれ配置し、前記頂部の一方領域用の前記ノズルに熱風調整装置が設けられることを特徴とする屋根型紙容器の充填装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の屋根型紙容器の充填装置であって、前記熱風調整装置は、可変オリフィスであることを特徴とする屋根型紙容器の充填装置。
【請求項４】
請求項３に記載の屋根型紙容器の充填装置であって、前記可変オリフィスはノズル外側から調節可能であることを特徴とする屋根型紙容器の充填装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の屋根型紙容器の充填装置であって、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内面側に対してノズルがそれぞれ設けられるともに、前記一対の側面の容器外面側に対してノズルがそれぞれ設けられ、各ノズルが組み込まれるノズル本体内に各ノズルに対する熱風調整のための整流板が設けられることを特徴とする屋根型紙容器の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根型紙容器充填装置に関し、さらに詳しくは飲料その他の内液体を収納する紙容器の易開封性を容易に調節できる屋根型紙容器の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳やジュース等液体用の屋根型紙容器の頂部は内溶液の漏れ防止のための確実なシール性が求められている。一方、内溶液を飲用する際に容易に開口できるように易開封性の頂部があることも求められている。
【０００３】
この相反する機能を満足させるために、図７に示すように、従来の屋根型紙容器６６の充填装置における熱風装置６０のノズル６２、６３、６４の孔６５の径や配置は、詳細図示しないが細調整して決定される。そして、充填機において、屋根型紙容器６６がノズル６３を囲むようにして矢印の方向に挿入され、屋根型紙容器６６の紙基材に被覆された熱可塑性樹脂のシール領域をノズルの孔６５から吐出する熱風で溶融し、このシール領域を圧着して屋根型紙容器６６の頂部６７が形成される。
【０００４】
ところが、熱風装置６０のノズル６２、６３、６４の孔６５の径や配置を詳細に微調整しても、製品（使用する紙容器）によってその開封性にバラツキが生じるという問題があった。
【０００５】
そのため、屋根型紙容器６６に予め抗ヒートシール剤を塗布してシール性を少し弱めておき開封性を向上させる方法が知られているが、この方法は内溶液を充填する前の段階で抗ヒートシール剤を塗布する必要があるので、工程を追加する必要があるという問題があった。
【０００６】
そのため、特許文献１に、熱可塑性樹脂コートした紙基材を加工して頂部を開口しやすくする方法が開示されている。特許文献１によれば、開口側の上部折込側壁の当該領域の熱可塑性樹脂を削り取りシール性を弱めるか、あるいは紙基材をハーフカットして開口するときに引っ張るためのプルタブを形成することにより頂部を開口し易くしている。
【特許文献１】特開平９−１９３９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記の方法でも、紙基材を加工するための別工程が必要であるという問題があった。そのため、コストが上がるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は紙基材を加工するための別工程が不要で、紙容器のコストが上がることなく、製品によるバラツキをなくし、開封性が向上する屋根型紙容器を提供することを目的とする。
【０００９】
これにより、特殊な抗ヒートシール剤が不要になり紙基材のコストダウンができる。充填装置の付加価値が高まる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、紙基材に被覆された熱可塑性樹脂をノズルから吐出する熱風でシール領域を溶融し、このシール領域を圧着して形成される屋根型紙容器の充填装置であって、前記屋根型紙容器の頂部は、４側面の筒状に形成された紙基材の対向する一対の側面を容器内部側に折り込むと共に、他の対向する一対の側面によって挟み込んで形成され、前記頂部のシール領域は、前記一対の側面に対して容器内部側と容器外部側に、前記他の対向する一対の側面に対して容器内部側に形成され、前記一対の側面の一方の側面とこの一方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される一方の領域（頂部の一方の領域）は易開封性の内溶液注出口であり、この易開封性の内溶液注出口としての領域（頂部の一方の領域）は、前記一対の側面の他方の側面とこの他方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される他方の領域（頂部の他方の領域）よりも、シール領域の熱風量を減少して熱可塑性樹脂の溶着力を弱くする熱風調整装置をノズルに設けることを特徴としている。
【００１１】
これにより、紙基材を加工するための別工程が不要になる。製品毎にシール領域の熱風量が調整できる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の屋根型紙容器の充填装置であって、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内部側に対して前記ノズルをそれぞれ配置し、前記頂部の一方領域用の前記ノズルに熱風調整装置が設けられることを特徴としている。
【００１３】
これにより、紙基材を加工するための別工程が不要になる。製品毎にシール領域の熱風量が調整できる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の紙容器充填装置であって、前記熱風調整装置は、可変オリフィスであることを特徴としている。
【００１５】
これにより、製品毎にシール領域の熱風量が調整できる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３に記載の紙容器充填装置であって、前記可変オリフィスはノズル外側から調節可能であることを特徴としている。
【００１７】
これにより、製品毎のシール領域の熱風量が容易に調整できる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４に記載の紙容器充填装置であって、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内面側に対してノズルがそれぞれ設けられるともに、前記一対の側面の容器外面側に対してノズルがそれぞれ設けられ、各ノズルが組み込まれるノズル本体内に各ノズルに対する熱風調整のための整流板が設けられることを特徴としている。
【００１９】
これにより、各シール領域への熱風量の配分が確実に調整できる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、前記一対の側面の一方の側面とこの一方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される一方の領域（頂部の一方の領域）は易開封性の内溶液注出口であり、この易開封性の内溶液注出口としての領域（頂部の一方の領域）は、前記一対の側面の他方の側面とこの他方の側面に当接する他の対向する一対の側面とによって形成される他方の領域（頂部の他方の領域）よりも、シール領域の熱風量を減少して熱可塑性樹脂の溶着力を弱くする熱風調整装置をノズルに設けられる。
【００２１】
このため、紙基材を加工するための別工程を不要になるので、紙容器のコストが上がることがない。製品毎にシール領域の熱風量が調整できるので、製品によるバラツキをなくし、開封性が確実に向上する。
【００２２】
請求項２の発明によれば、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内部側に対して前記ノズルをそれぞれ配置し、前記頂部の一方領域用の前記ノズルに熱風調整装置が設けられる。
【００２３】
このため、紙基材を加工するための別工程を不要になるので、紙容器のコストが上がることがない。製品毎にシール領域の熱風量が調整できるので、製品によるバラツキをなくし、開封性が確実に向上する。
【００２４】
請求項３の発明によれば、前記熱風調整装置は、可変オリフィスである。
【００２５】
このため、製品毎にシール領域の熱風量が調整できるので、製品によるバラツキをなくし、開封性が確実に向上する。
【００２６】
請求項４の発明によれば、前記可変オリフィスはノズル外側から調節可能である。
【００２７】
このため、容易に、製品毎のシール領域の熱風量が調整できるので、製品によるバラツキをなくし、開封性が確実に向上する。
【００２８】
請求項５の発明は、前記頂部の一方の領域と頂部の他方の領域との容器内面側に対してノズルがそれぞれ設けられるともに、前記一対の側面の容器外面側に対してノズルがそれぞれ設けられ、各ノズルが組み込まれるノズル本体内に各ノズルに対する熱風調整のための整流板が設けられる。
【００２９】
このため、各シール領域への熱風量の配分が確実に調整できるので、熱風調整装置１８による熱風量の微調整の安定度が高まり開封性が確実に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜屋根型紙容器の充填装置の構成＞
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施形態の屋根型紙容器１の充填装置２は紙基材３に被覆された熱可塑性樹脂４を、ヒーティングエレメント７０によって形成された熱風６がノズル５の孔１９から吐出してシール領域７を溶融し、このシール領域７を圧着して屋根型紙容器１の頂部８が形成される。
【００３２】
前記屋根型紙容器１の頂部８は、４面の側面９が筒状に形成された紙基材３の対向する一対の側面９ａを容器内部側１０に折り込むと共に、他の対向する一対の側面９ｂによって挟み込むことで形成される。
【００３３】
ここで、前記頂部８のシール領域７は、前記一対の側面９ａに対して容器内部側１０と容器外部側１１に形成されるとともに、前記他の対向する一対の側面９ｂに対して容器内部側１０に形成される。
【００３４】
前記一対の側面９ａの一方の側面９ｃとこの一方の側面９ａに当接する他の対向する一対の側面９ｂとによって形成される「頂部の一方の領域１５」は易開封性の内溶液注出口１６である。
【００３５】
そして、この易開封性の内溶液注出口１６としての「頂部の一方の領域１５」は、前記一対の側面９ａの他方の側面９ｄとこの他方の側面９ｄに当接する他の対向する一対の側面９ｂとによって形成される「頂部の他方の領域１７」よりも、シール領域７の熱風量を減少して熱可塑性樹脂の溶着力を弱くする熱風調整装置１８がノズル５ｂに設けられる。
【００３６】
各ノズル５は一体的に組み込まれ、ノズルフード２２にフランジ２０を介して着脱自在に取付けることによりノズル本体２１が形成される。
【００３７】
ノズル本体２１内には、組み込まれた各ノズルに熱風を送るための独立の熱風調整のための整流板２３が設けられる。ノズル本体２１の上部のヒーティングエレメント７０とノズル本体２１とによって加熱機７１が構成される。
【００３８】
ここで、屋根型紙容器１の頂部８は、図１に示すように、上方に向かって容器内側に少し倒れ込んでいるが、これは図示しない前工程で予め頂部８に折癖をつけているためである。さらに、図示しないが、紙基材３には容器形成を容易にするための折り目線（クリース）が予め形成される。そして、屋根型紙容器１は紙基材３の両側面に樹脂層が被覆された多重層構造で形成されており、樹脂は例えばポリエチレンのような熱可塑性樹脂４が用いられる。
【００３９】
図２、図３に示すように、ノズル５は４組の独立したノズル（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）が一体的に形成された構造であり、ノズル５ａが「頂部の一方の領域」の容器外面側に対応し、ノズル５ｂが「頂部の一方の領域」の容器内面側に対応し、ノズル５ｃが「頂部の他方の領域」の容器内面側に対応し、ノズル５ｄが「頂部の他方の領域」の容器外面側に対応している。
【００４０】
ノズル５ａ、５ｄは凸形状の底面２９とその底面２９の周囲から高さＨで立ち上がる側面３０、３２、３２、３５、３５によって形成され、それぞれの面は薄板で形成される。ここで、底面２９の凸形状は左右対称の５角形であり、長さＳの底辺３６の両端３１から直角に側辺３７が長さＴで立ち上がり、さらに側辺３７が立ち上がる両角部３３から底辺３６の垂直二等分線上で底辺３６からの高さＵの頂点３４を結ぶ形状である。
【００４１】
ノズル５ｂ、５ｃは凹形状の底面４０とその底面４０の周囲から高さＨで立ち上がる側面４１、４２、４２、４３、４３によって形成され、それぞれの面は薄板で形成される。ここで、底面４０は左右対称の凹形状の５角形であり、長さＭの底辺４４の両端４５から直角に長さＬの側辺４６が立ち上がり、さらに側辺４６が立ち上がった両角部４７から、底辺４４の垂直二等分線上で底辺４４からの高さＮの頂点４９を結ぶ形状である。
【００４２】
そして、ノズル（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は、ノズル５ａとノズル５ｂがそれぞれの凸凹部を距離Ｋ隔てて向き合って配置され、ノズル５ｃとノズル５ｄもそれぞれの凹凸部を距離Ｋ隔てて向き合って配置され、ノズル５ｂとノズル５ｃは底辺４４に沿って立ち上がる側面４１を共有して一体的に形成される。
【００４３】
ここで、屋根型紙容器１の頂部８がノズル５ｂとノズル５ｃを囲うように挿入される。このとき、頂部８はノズル５ａとノズル５ｂおよびノズル５ｃとノズル５ｄの中点位置（凹凸の距離Ｋの中点）になるように挿入される。
【００４４】
同様に、ノズル５ｂとノズル５ｃが対向しない側面は、屋根型紙容器１の頂部８がノズル５ｂとノズル５ｃに対して（Ｓ−Ｍ）／２の隙間を持って挿入される。ここで、頂部８は、ノズル５ｂとノズル５ｃの周囲に同じ隙間で挿入されるので、（Ｓ−Ｍ）／２＝Ｋ／２の関係がある。
【００４５】
ノズル５ｂに設けられる熱風調整装置１８は、回転板５１が軸５２周りに自在に回転し、この回転板５１とノズル５ｂの側面４３との隙間Ｓを変化させることができる可変オリフィスである。
【００４６】
この回転板５１の形状はノズル５ｂの底面４０と略同形状である。軸５２はノズル５ｂの両側面４２を貫通して設けられ、その貫通位置５３は側面４２の上端部近傍のノズル５ｃ近傍である。
【００４７】
そして、回転板５１は軸５２の端部に設けられたハンドル５４によって回転できるので、可変オリフィスとしての開度がノズル外側から自由に調節設定される。ハンドル５４には図示しない開度表示盤と開度固定装置が設けられ、所定の開度にて固定することができる。
【００４８】
なお、図示しないが孔１９の孔径や配置はそれぞれ微調整して最適に決定されている。
【００４９】
図４に示すように、熱風調整装置１８によって熱風を調整（減少）して、頂部８の容器内部側１０の熱可塑性樹脂４を溶融して、易開封性の内溶液注出口１６としての「頂部の一方の領域１５」のシール領域７ａ（容器内部側のシール領域）が形成される。ここで、シール領域７ｂ（容器外部側のシール領域）には熱風調整装置１８が働かないので、熱風の調整（減少）はできず、常に固定した熱風が吐出される。
【００５０】
また、図示しないが「頂部の他方の領域１７」における容器内部及び外部側のシール領域も「頂部の一方の領域１５」のシール領域７ａと同様の領域に形成されるが、「頂部の他方の領域１７」には熱風調整装置１８が設けられていないので熱風を調整（減少）することはできず、容器に対して常に固定した熱風が吐出される。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の屋根型紙容器１の充填装置２は、まず、成形ステーションにて、筒状の紙基材３がコンベヤーラインと９０度交わる面内に配設されたマンドレルと呼ばれる紙容器底部の成形用の金型により折り曲げられ、折り曲げられた紙基材３の底部を形成する領域に熱風その他の熱源により紙基材３表面の樹脂が溶融して、紙基材３を折り曲げると同時に加圧することにより底部が圧着形成される。そして、コンベヤーライン上に底部が形成された紙容器７２（空容器）として供給される。
【００５２】
次に、コンベヤーラインで次工程の充填ステーションに送られた紙容器７２（空容器）に内容液を充填した後、さらにコンベヤー上を移動して紙容器７２の上部を加熱機７１により加熱し、封止ステーションにて紙容器７２の上部を封圧機で所望の形状に圧縮して最終形状の頂部８の屋根型紙容器１に形成される。
【００５３】
なお、充填ステーションで紙容器７２に内溶液を充填開始するまでに、充填ノズルの先端が、紙容器７２（空容器）の底部に近接した位置にくるまで紙容器７２を上方に持ち上げ、さらに内溶液の充填が開始すると同時に紙容器７２が充填されながら下降するようになっている。これは内溶液を充填するときの内溶液の落差を常に最小一定にして内溶液が飛び跳ねることを防止すると共に出来るだけ泡が発生しないようにするためである。
【００５４】
＜屋根型紙容器の充填装置の作用＞
上記の方法で形成された屋根型紙容器１は図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す手順で開封される。
【００５５】
まず、内溶液注出口１６としての、頂部８の「頂部の一方の領域１５」を指で押し広げる。このとき、側面９ｃと側面９ｂで囲まれる凹部６３は指が容易に挿入できる空間になっているので、図６（ｂ）に示す状態に「頂部の一方の領域１５」を容易に広げることができる。
【００５６】
さらに、図６（ｃ）に示すように、側面９ｃと側面９ｂが交わる稜線６１を絞るようにして矢印Ｐ方向に指で押し出す。
【００５７】
ここで、上記のように、シール領域７ａ（容器内部側のシール領域）は熱風調整装置１８によって熱風量を減少して形成されているので、稜線６１を絞るようにして矢印Ｐ方向に容易に押し出すことができて、内溶液注出口１６を開口させることができる。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、紙基材を加工するための別工程が不要である。そのため、紙容器のコストが上がることがない。製品毎にシール領域の熱風量が調整できるので、製品によるバラツキをなくし、開封性を確実に向上することができる。さらに、開封のためのプルタブや取っ手等も不要なので、コストが上がらない。特殊な抗ヒートシール剤が不要になり紙基材のコストダウンができる。そして、充填装置の付加価値が高まる。
【００５９】
熱風調整装置１８は回転板５１による可変オリフィスであり、その可変オリフィスの設定値は予め使用マニュアルで定めておくことが好ましい。使用マニュアルが備わっていれば充填機起動時に調整が確実かつ容易にできる。
【００６０】
ノズル本体内には各ノズルに対する熱風調整のための整流板が設けられるので、各シール領域への熱風量の配分が確実にでき、熱風調整装置１８による熱風量の微調整の安定度が高まり開封性が確実に向上する。
【００６１】
尚、上述の実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきでないということはいうまでもない。
【００６２】
たとえば、熱風調整装置１８にさらに微妙な調整が必要であれば、回転板５１に微調整用の孔を設けてもよい。ノズル本体２１内の整流板２３は熱風の流れに沿って曲面にしてもよいし、熱風調整のための整流板２３の熱風上流端部を抵抗を減少させるため曲面にすれば更に好ましい。
【００６３】
熱風調整装置１８による熱風の調整が不要の状況では、回転板５１を略垂直に位置することにより、熱風調整装置１８が備えられていない従来のノズル構成の状態を容易に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態における屋根型紙容器の充填装置のノズル本体の断面透視図である。
【図２】本発明の実施形態における屋根型紙容器の充填装置のノズルの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における屋根型紙容器の充填装置のノズルの、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態における屋根型紙容器の充填装置による内溶液注出口１６のシール領域（７ａ、７ｂ）を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における屋根型紙容器の充填装置の概略説明図である。
【図６】本発明の実施形態における屋根型紙容器の開封順序の説明図で、（ａ）は開封前の状態、（ｂ）は一対の側面９ａの一方の側面９ｃを押し広げた状態を示す斜視図、（ｃ）は一方の側面９ｃを引き出して開封した状態を示す斜視図である。
【図７】従来の屋根型紙容器の充填装置のノズルの斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  屋根型紙容器
２  充填装置
３  紙基材
４  熱可塑性樹脂
５  ノズル
６  熱風
７  シール領域
８  頂部
９  側面
９ａ  側面
９ｂ  側面
９ｃ  側面
９ｄ  側面
１０  容器内部側
１１  容器外部側
１５  領域（頂部の一方の領域）
１６  内溶液注出口
１７  領域（頂部の他方の領域）
１８  熱風調整装置
【図１】
2006082844.tif 000003
【図２】
2006082844.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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