(57)【要約】  本発明は、第１の包装材料積層品（１０）を第２の包装積層品（１２）に対して封止する方法において、少なくとも第１の積層品（１０）が少なくとも１層の磁化可能な粒子及び封止可能な層（３４）を備える方法に関する。本方法は、封止可能な層（３４）を第２の積層品（１２）の方に向けること、封止ゾーン内で積層品に交流磁界を与え、それによって、磁気ヒステリシス損失を、磁化可能な粒子を含む積層品（１０）内で生成し、その損失が、封止ゾーン内で封止可能な層（３４）を実質的に溶融する熱を生み出すこと、及び、封止圧力を第１及び第２の積層品（１０、１２）に加え、その圧力により、第１と第２の積層品（１０、１２）が封止ゾーン内で互いに押圧され、それによって積層品（１０、１２）を互いに封止することを特徴とする。また、本発明は、本方法を実施する装置に関する。
2008522922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の包装材料積層品（１０）を第２の包装積層品（１２）に対して封止する方法であって、少なくとも前記第１の積層品（１０）が少なくとも１層の磁化可能な粒子及び封止可能な層（３４）を備えており、
封止ゾーン内で前記積層品（１０、１２）に交流磁界を与え、それによって、磁気ヒステリシス損失を、前記磁化可能な粒子を含む前記積層品（１０）内で生成し、前記損失が、前記封止ゾーン内で前記封止可能な層（３４）を実質的に溶融する熱を生み出すこと、及び、
封止圧力を前記第１及び第２の積層品（１０、１２）に加え、前記圧力により、前記第１と第２の積層品（１０、１２）が前記封止ゾーン内で互いに押圧され、それによって前記積層品（１０、１２）を互いに封止することを特徴とする、上記方法。
【請求項２】
磁力線の主方向が、前記第１の包装材料積層品（１０）を構成する平面（３６）と実質的に平行となるように、前記交流磁界を与える工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磁化可能な粒子を実質的に磁気飽和レベルに到達させるのに十分な、実質的に大きな強度の交流磁界を生成する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
間隔が０．５〜５ＭＨｚ、好ましくは間隔が１〜４ＭＨｚの周波数で前記磁界を交番させる工程を含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
Ｆｅ３Ｏ４粒子の形態にある磁化可能な粒子を使用する工程を含む、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記交流磁界を、少なくともシールジョー（１４）によって与える工程を含み、前記シールジョー（１４）が、交流電源（１８）に接続された導体（２４）を備えるインダクタである、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記磁界を、導電性アンビル（１６）を使用することによって強める工程を含む、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記アンビル（１６）を前記シールジョー（１４）に対して反対側で設ける工程を含み、前記アンビル（１６）が受動的であり、前記シールジョー（１４）内の電流に応答して電流を誘導することが可能であり、それによって、前記シールジョー（１４）によって生成される前記磁界を強める磁界を生成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記封止圧力を、前記シールジョー（１４）及び前記アンビル（１６）によって加える工程を含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の包装材料積層品（１０）を第２の包装積層品（１２）に対して封止する装置であって、少なくとも前記第１の積層品（１０）が少なくとも１層の磁化可能な粒子及び封止可能な層（３４）を備えており、
封止ゾーン内で前記積層品（１０、１２）に交流磁界を与え、それによって、磁気ヒステリシス損失を、前記磁化可能な粒子を含む前記積層品（１０）内で生成する手段（１４）であって、前記損失が、前記封止ゾーン内で前記封止可能な層（３４）を実質的に溶融する熱を生み出す、当該手段（１４）と、
封止圧力を前記第１及び第２の積層品（１０、１２）に加える手段（１４、１６）であって、前記圧力により、前記第１と第２の積層品（１０、１２）が前記封止ゾーン内で互いに押圧され、それによって前記積層品（１０、１２）を互いに封止する、当該手段（１４、１６）とを備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記交流磁界を与えるように適合された前記手段（１４）が、交流電源（１８）に接続された導体（２４）を備えるインダクタの形態にあるシールジョー（１４）であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
導電性アンビル（１６）が、前記磁界を強めるように設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記アンビル（１６）が、前記シールジョー（１４）内の電流に応答して電流を誘導するように適合された導体（３２）を備え、それによって、前記シールジョー（１４）によって生成される前記磁界を強める磁界を生成することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記アンビル（１６）が、前記シールジョー（１４）に対して反対側で位置決めされるように適合され、前記シールジョー（１４）と協働することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記封止圧力を加える前記手段（１４、１６）が、前記シールジョー（１４）及び前記アンビル（１６）であることを特徴とする、請求項１２から１４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記シールジョー（１４）が、封止中に前記封止ゾーン内で前記第１及び第２の包装材料積層品（１０、１２）の一方を圧迫するように適合された作用面（２２）を有すること、及び、前記アンビル（１６）が、封止中に前記第１及び第２の包装材料積層品（１０、１２）の他方を圧迫するように適合された、実質的に対応する作用面（２８）を有することを特徴とする、請求項１２から１５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記シールジョー（１４）の前記導体（２４）が、前記包装材料積層品（１０）と接触するように適合されるように、作用面（２２）内で実質的に埋め込まれることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記アンビル（１６）の前記導体（３２）が、前記包装材料積層品（１２）と接触するように適合されるように、作用面（２８）内で実質的に埋め込まれることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
保護層が前記作用面（２８）上で設けられ、その結果、前記アンビル（１６）の導体（３２）と前記包装材料積層品との前記接触が間接的になることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化可能な粒子を含む少なくとも１つの層を含む包装材料積層品の磁気ヒステリシス封止のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
参照により本明細書に組み込む国際特許出願公開ＷＯ０３／０９５１９８には、磁化可能な粒子を含む少なくとも１つの層を含む包装材料積層品が記載されている。この積層品は、たとえば液体食品パッケージを製造するために使用されるタイプのものであり、概して、紙又は厚紙（ｃａｒｔｏｎ）の層、プラスチック及びバリアの諸層、たとえば酸素バリアなどを備える。外層の１つは、通常、熱可塑性材料の封止可能な層であり、ある積層品を別の積層品に対して封止するとき使用される。熱可塑性の層の使用は、当技術分野で周知であり、本明細書ではこれ以上述べない。
【０００３】
磁化可能な粒子は、たとえばマグネタイトＦｅ３Ｏ４とすることができ、約０．５μｍの平均サイズを有する可能性がある。当然ながら、他の材料及び粒子サイズもまた使用することができる。たとえばマグヘマイトＦｅ２Ｏ３など他の材料、並びに他の（より大きい、またより小さい）粒子サイズが存在する。一部のものは、より高いシール加熱力（ｓｅａｌ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）を提供する可能性がある。しかし、粒子を選択するときには注意すべきである。粒子の中には、法律により食品包装で使用することができないものもあれば、それらを製造することにより、より高いコストを必要とするものもある。現在、０．５μｍより小さい粒子は、コストのかかる化学製造プロセスを必要とし、一方、より大きな粒子は、ふるいにかけること（ｓｉｆｔｉｎｇ）によって機械的に製造することができる。
【０００４】
磁化可能な粒子は、包装材料積層品の任意の層内で、好ましくはプラスチック層の１つで分散される。別法として、スウェーデン特許出願第０５０１４０９−７号及び第０５０１４０８−９号に記載されているように、印刷用インク又はホットメルト内で付着させることができ、印刷用インク又はホットメルトは、たとえば封止ゾーン（ｓｅａｌｉｎｇ  ｚｏｎｅ）内で包装材料に付着される。
【０００５】
磁化可能な粒子を含む包装材料積層品は、磁気ヒステリシス損失によって生成される熱を使用して別の包装材料積層品に対して封止することができる。第１及び第２の積層品の封止ゾーン付近で交流磁界を印加することにより、磁気材料が、図１ａにおけるヒステリシスループ（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ  ｌｏｏｐ）に従って磁化されることになる。縦軸は、材料内での磁気モーメントＢを表し、横軸は、印加された磁界Ｈを表す。ループによって囲まれた領域（ａｒｅａ）は、磁化可能な粒子により材料内で生成されるエネルギーを表す。これは、積層品の外側の封止可能な層を溶融し、それによってシールを作り出すために使用されることになるエネルギーであるため、ヒステリシスループ領域を最大化することにより、封止プロセスが最適化されることが理解される。
【０００６】
一般に、エネルギーと封止時間は、封止プロセスを制御するための２つのパラメータである。封止エネルギーが減少される場合、封止時間を増大しなければならず、逆も同様である。同じことが、磁気ヒステリシス封止にも当てはまる。ヒステリシスループ領域を大きくすることができるほど、（積層品内の粒子の量が同じであるならば）必要とされる封止時間が短くなる。高速包装機械では、封止時間がきわめて重要である。したがって、磁気ヒステリシス封止を、たとえば誘導封止（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｅａｌｉｎｇ）又は超音波封止など他の封止技法に対する可能な代替として考慮しなければならない場合、必要とされる封止時間は、他の技法によって必要とされる時間を超えるべきでない。
【０００７】
ヒステリシスエネルギー生成は、実質的に２つのやり方で制御することができる。
【０００８】
１つのやり方は、ヒステリシスループ領域を増大させることである。これは、積層品の粒子内であるレベルの磁気飽和に達するまで、印加される磁界Ｈを増大させることによって達成することができる。磁気飽和レベルＳが図１ｂに示されている。しかし、飽和レベルＳを超えて磁界Ｈを増大させても、ヒステリシスループ領域が延長されないことになる。
【０００９】
もう１つのやり方は、印加される交流磁界の周波数を増大させることである。各サイクルで、ヒステリシスループ領域に対応するエネルギー生成が生じ、単位時間当たりサイクル数を増大させることにより、生成されるエネルギーの総量が増大される。したがって、一例として、１Ｈｚでは、１秒当たり１ループ領域のエネルギー貢献が得られ、一方、２Ｈｚでは、１秒当たり２倍のエネルギー貢献が得られることになる。
【００１０】
この状況では、放出することができる、またその周波数帯域が公共使用に開かれている電磁放射の量を当局が規制していることについて述べるべきである。いくつかの周波数帯域間隔では、その使用が制限される。欧州では、これは現在、ＥＭＣ指令によって管理される。
【００１１】
上述のように、放出することができる放射の量に対して規制がある。許容値を超える場合、その装置又は機械は、周囲の環境から遮蔽することを必要とする。そのような遮蔽は、一般に、高周波が使用される装置又は機械を機械的にカプセル化することによって行われる。しかし、高周波装置からの放出は、その遮蔽内のどのような小さな開口を介しても離脱する可能性がより高いため、遮蔽するのがより困難であることが知られている。したがって、実際上の、また経済上の理由で、低い周波数を使用することが好ましい。現在、０．５ＭＨｚと５ＭＨｚの間の間隔が好ましい。したがって、周波数を増大させることを強いられないようにヒステリシスループ領域を最適化することが可能であることが重要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一目的は、高速包装機械において、包装材料積層品を封止するために磁気ヒステリシスを使用する効率的且つ実際的なやり方を見出すことであった。他の目的は、包装材料積層品の過熱が防止される封止技法を達成することである。
【００１３】
これらの目的は、封止ゾーン内で積層品に交流磁界を与え、それによって、磁気ヒステリシス損失を、磁化可能な粒子を含む積層品内で生成し、その損失が、封止ゾーン内で封止可能な層を実質的に溶融する熱を生み出すこと、及び、封止圧力を第１及び第２の積層品に加え、その圧力により、第１と第２の積層品が封止ゾーン内で互いに押圧され、それによって積層品を互いに封止することを含む方法によって達成されている。
【００１４】
磁化可能な粒子を含む包装材料積層品に磁界を印加することは効果的であり、包装機械で通常使用される技法に比べて、同等に良好な封止技法であることが判明している。さらに、磁気ヒステリシス封止の使用により、包装材料積層品の過熱が防止される。これは、積層品が加熱されたとき、磁化可能な粒子の強磁性が徐々に途絶え始めることによる。したがって、温度上昇中には、ヒステリシスループ領域が減少することになる。したがって、材料内で生成されるエネルギーもまた減少することになる。そのようなエネルギー減少により、材料内で生成される熱もまた、減少することになる。したがって、熱が減少しつつあるため、粒子の磁化は、再び増大することが可能になり、材料内で生成される熱によって再び減少し始めるまで増大することが可能になる。したがって、温度が、ある範囲内で変動するが決してそれを超えないシステムが形成されている。磁化可能な粒子、粒子量、及び包装材料積層品の構造を適切に選択することにより、過熱の危険性が解消される。
【００１５】
現在の好ましい実施形態では、本方法は、磁力線の主方向が、第１の包装材料積層品を構成する平面と実質的に平行となるように、交流磁界を与えるステップを含む。このようにして、磁界が封止ゾーン内で生成され、その磁界は、高速包装機械において、業界で受け入れられる封止時間及び周波数を達成するのに十分である。磁力線の主方向が積層品平面と実質的に平行であるヒステリシスループの領域が、磁力線の主方向が積層品平面に対して実質的に垂直であるヒステリシスループの領域に実質的に等しいことが判明している。その違いは、垂直の場合における領域を得るために必要とされる磁界の方が高く、実際、ほぼ２倍である。したがって、平行の場合の方が効率的であるように思われる。
【００１６】
他の現在の好ましい実施形態では、本方法は、磁化可能な粒子を実質的に磁気飽和レベルに到達させるのに十分な、実質的に大きな強度の交流磁界を生成するステップを含む。上述のように、ヒステリシスループ領域を大きくすることができるほど、より多くのエネルギーが材料内で生成される。その領域は材料の磁気飽和レベルまで増大しつつあるため、材料をそのレベルに到達させるのに十分な大きな磁界を印加することが好ましい。しかし、飽和レベルを超えると領域が増大しなくなり、したがって、より強い磁界を印加する価値はない。
【００１７】
他の現在の好ましい実施形態では、本発明による方法は、前記交流磁界を、少なくともシールジョー（ｓｅａｌｉｎｇ  ｊａｗ）によって与えるステップを含み、そのシールジョーは、交流電源に接続された導体を備えるインダクタである。これは、誘導封止に使用される従来のインダクタの基本原理を使用することができるので、経済上の観点から優れている。
【００１８】
他の現在の好ましい実施形態では、本方法は、前記磁界を、導電性アンビルを使用することによって強めるステップを含む。他の実施形態では、本方法は、前記アンビルをシールジョーに対して反対側で設けるステップを含み、そのアンビルは、シールジョー内の電流に応答して電流を誘導することが可能であり、それによって、シールジョーによって生成される磁界を強める磁界を生成する。磁力線の平行度が増大され、シールジョーのインダクタに供給される電流を増大させることを必要とせずに、より強い磁界を得ることができる。
【００１９】
他の現在の好ましい実施形態については、追加的な添付の従属方法クレームに記載されている。
【００２０】
本発明はまた、封止ゾーン内で積層品に交流磁界を与え、それによって、磁気ヒステリシス損失を、磁化可能な粒子を含む積層品内で生成する手段であって、その損失が、封止ゾーン内で封止可能な層を実質的に溶融する熱を生み出す、手段と、封止圧力を第１及び第２の積層品に加える手段であって、その圧力により、第１と第２の積層品が封止ゾーン内で互いに押圧され、それによって積層品を互いに封止する、手段とを備えることを特徴とする装置を含む。
【００２１】
本装置の現在の好ましい実施形態の少なくとも１つでは、交流磁界を与えるように適合された前記手段は、交流電源に接続された導体を備えるインダクタの形態にあるシールジョーであり、前記封止圧力を加える手段は、前記シールジョー及びアンビルである。このようにして、磁界と圧力が同じ手段によって加えられ、それらの手段は、実質的に、誘導封止に使用される従来の機器である。これらは、経済上の観点から有利である。
【００２２】
他の現在の好ましい実施形態では、アンビルは、導電性アンビルであり、前記磁界を強めるように設けられる。前記アンビルは、シールジョー内の電流に応答して電流を誘導するように適合された導体を備え、それによって、シールジョーによって生成される磁界を強める磁界を生成する。
【００２３】
追加の現在の好ましい実施形態については、添付の従属装置クレームに記載されている。
【００２４】
以下では、本発明の現在の好ましい実施形態について、同封の図面を参照して、より詳しく述べる。
【００２５】
（好ましい実施形態の説明）
図２は、本発明の現在の好ましい実施形態を示す。第１及び第２の包装材料積層品１０、１２が、シールジョー１４及びアンビル１６によって、ジョイントで共に封止される。図のジョイントでは、２つの積層品が、それらの内側表面が互いに面した状態で互いに当接している。この現在の好ましい実施形態では、シールジョー１４は、（積層品が、熱を生成するアルミ箔を備える）誘導封止に使用されるものと同様のインダクタである。ここでは、インダクタ１４は、交流電源１８に結合される。交流は、好ましくは７５〜３００Ａの範囲内にあり、電源から必要とされる電力は、数ｋＷである。好ましい間隔は、２〜１０ｋＷである。周波数は、好ましくはＭＨｚ範囲にあり、好ましい周波数間隔は、０．５〜５ＭＨｚである。最も好ましい間隔は、１〜４ＭＨｚである。当局の規制により一般使用について禁止される周波数は、当然ながら、実際には前記間隔から除外される。
【００２６】
インダクタ１４は、封止中に封止ゾーン内で積層品と当接することになる作用面２２を有する絶縁体２０を備える（図３ａ参照）。作用面２２内には、導体２４が埋め込まれ、前記導体２４は、封止中に積層品と接触するように設けられる（図３ｂ参照）。導体２４は、導電材料、すなわち抵抗率の低い材料で製造され、好ましくは冷却チャネルを備える。好ましくは、導体２４は、銅から製造することができる。さらに、導体２４は、各端部が交流電源１８に結合される開ループ（ｏｐｅｎ  ｌｏｏｐ）の形態を有する（図３ａ参照）。ループ全体は、包装材料積層品と接触するように適合される。すなわち、ループの平面が包装材料積層品の平面に対して実質的に平行である。さらに、ループは、細長いものであり、シールジョー１４の長手方向延長部に沿って延びる。電流接続部が配置されるループ内の開口は、細長いシールジョー１４の一端内で位置決めされる。
【００２７】
一方、絶縁体２０は、透磁率特性のある、又は透磁率特性のない絶縁性の非導電材料から製造される。好ましくは、プラスチック材料又はセラミックを使用することができる。磁界の強度を高めるために、また、磁力線を導くために、透磁性材料を絶縁体２０内に設けることができる。１つのやり方は、絶縁体２０にフェライト粉末を与えることである。この粉末は、プラスチック絶縁体又はセラミック絶縁体の成形中に追加することができる。別のやり方は、μ＝１０〜２５００の範囲内の透磁率値を有する材料のインサート（ｉｎｓｅｒｔ）２６を使用することである。好ましくは、たとえばＦｅｒｒｏｔｒｏｎ（商標）、又はその範囲の上部内の値を有する材料のインサート２６を、絶縁体２０内で、導体２４付近で設けることができる。この技法は、誘導封止技術内のものと同様である。
【００２８】
封止中には、シールジョー１４がアンビル１６と協働している（図２参照）。この実施例では、アンビル１４は導電性であるが受動的である、すなわち電源に接続されない。アンビル１６の一実施形態について、図２及び図４を参照して述べる。アンビル１６は、封止中にシールジョー１４の作用面２２に面するように適合された、対応する作用面２８を有する（図３ｂを比較されたい）。さらに、前記アンビル１６は、絶縁体３０から作製され、その絶縁体３０は、導体３２を備える。前記導体３２は、導電材料、すなわち抵抗率の低い材料、好ましくは銅製である。導体３２は、包装材料積層品と接触するよう適合されるように、絶縁体３０の作用面２８内で埋め込まれる。別法として、導体３２は、包装材料積層品が導体と直接接触することから保護するために、少なくとも作用面２２内で、たとえばゴムの層によって覆うことができる。さらに、導体３２は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ  ｌｏｏｐ）の形態を有する。ループ全体は、包装材料積層品と接触するように適合される。すなわち、ループの平面が包装材料積層品の平面に対して実質的に平行である。さらに、ループは、細長いものであり、アンビルの長手方向延長部に沿って延びる。アンビル１６の絶縁体３０は、シールジョー１４の絶縁体２０と同様のものとすることができる。絶縁体３０は、透磁率特性のある、又は透磁率特性のない絶縁性の非導電材料から製造される。好ましくは、プラスチック材料又はセラミックを使用することができる。透磁性材料を絶縁体３０内に設けることができる。絶縁体が（プラスチック絶縁体又はセラミック絶縁体の成形中に追加された）フェライト粉末を備える、或いは、ある透磁率値を有する材料のインサート（図示せず）が使用される。インサート材料は、μ＝１０〜２５００の範囲内の透磁率値を有することができる。好ましくは、たとえばＦｅｒｒｏｔｒｏｎ（商標）のインサートを使用することができる。
【００２９】
シールジョー１６及びアンビル１４は、封止圧力を包装材料積層品に加え、封止ゾーン内でそれらを共に押圧するように設けられる。圧力を加えるやり方は当技術分野で周知であり、本明細書ではこれ以上述べない。
【００３０】
２つの包装材料積層品１０、１２を共に封止するとき、第１の積層品１０の封止可能な層３４が、他方の積層品１２に面して配置される。次いで、シールジョー１４及びアンビル１６が、積層品１０、１２を互いに向かって押圧する。その後で、シールジョー１４の導体２４に交流が供給される。電流により、積層品１０、１２の封止ゾーン内で磁界が生成される。磁力線は、積層品１０、１２の平面３６に対して実質的に平行になる。磁力線の方向については、下記でさらに述べる。前記磁界は、積層品内の磁化可能な粒子に影響を及ぼし、これについては導入部内で述べられており、ヒステリシス損失によるエネルギーにより、封止可能な層３４が溶融する。ヒステリシス損失によるエネルギーは、５〜５０ジュールの範囲内にあり、おそらくは約１０ジュールとなる。
【００３１】
動作中には、包装材料積層品１０、１２の他方の側にあるシールジョー１４内のインダクタのため、電流がアンビル１６内で誘導される。誘導される電流により磁界が生成され、その磁界は、シールジョー１４のインダクタによって印加される磁界の強度及び方向を強めることになる。
【００３２】
この実施形態では、磁界が印加されたとき、封止圧力が実質的に同時に加えられる。これは、封止圧力が磁界と同時に、又はわずかに前後して加えられる可能性があることを意味する。好ましくは、封止圧力は、磁界が印加される前に加えられる。別法として、いくつかの応用例では、磁界と圧力は、（別個の手段によって）別々に、且つ順次加えられてよい。第１のステップでは磁界が加えられる可能性があり、それによって積層品が加熱されたとき、第２のステップで封止圧力が加えられる。異なる手段を使用し、磁界及び封止圧力を加えることができる。
【００３３】
封止ゾーンが封止された、すなわち封止可能な層３４が溶融されたとき、磁界の印加が途絶える。好ましくは、封止圧力は、冷却するための短時間の間維持される。この時間は、１００〜２００ミリ秒の範囲内にあるものとすることができる。冷却手順は、他の封止技術から周知である。
【００３４】
ヒステリシス損失による放散されたエネルギーは、周波数に直接比例することが判明している。さらに、周波数と封止時間との関係は、実質的に線形であることが判明している。したがって、周波数が減少された場合、封止時間を増大しなければならないことになる。さらに、粒子濃度と封止時間との関係は、実質的に線形であることが判明している。したがって、積層品内の粒子の量が多くなると、封止時間が減少することになり、逆も同様である。
【００３５】
使用することができる磁化可能な粒子は、マグネタイトＦｅ３Ｏ４である。約０．５μｍの平均粒子サイズ（Ｈｏｇａｎａｓから入手される粒子、Ｘ−ＭＰ４）を用いて試行されている。結果は、肯定的である。他の材料及び粒子サイズもまた、当然ながら使用することができる。しかし、粒子を選択するときには注意すべきである。一部の種類には、法律により食品包装で使用することができないものもあれば、それらを製造することにより、より高いコストを必要とするものもある。現在、０．５μｍより小さい粒子の製造は、より複雑な製造プロセスを必要とする。
【００３６】
述べられているタイプ（Ｆｅ３Ｏ４、粒子サイズ約０．５μｍ）の磁性粒子が各積層品内のポリエチレン（ＰＥ）層内に含まれる試料が作製されている。ＰＥ層内の磁性粒子の量は、約１７ｇ／ｍ２である。２ＭＨｚの周波数を使用し、磁気飽和レベルに近い磁界強度を適用すると、２つの積層品１０、１２を共に適正に封止するための封止時間は、約１００ミリ秒となる。磁性粒子の他の量、並びに粒子の他のサイズ及び他の包装材料積層品は、異なる封止時間、及び／又は異なる周波数を必要とすることになることを理解されたい。
【００３７】
図５は、シールジョー１４、包装材料積層品１０、１２、アンビル１６、及び封止ゾーン内の磁界の横断面を概略的に示す。横断面のため、シールジョー１４の導体２４、及びアンビル１６の導体３２は、それぞれ２つの円として示されている。これらの円内で、電流の瞬間的な方向が示されている。矢印は磁力線を表しており、包装材料積層品１０、１２付近の主磁力線は、包装材料積層品１０、１２の平面３６と実質的に平行であることがわかる。さらに、アンビル１６からの貢献により、シールジョー１４によって生成される磁界が強められつつあることがわかる。アンビル１６からの磁界を表す矢印もまた、包装材料積層品１０、１２の平面３６と実質的に平行であり、シールジョー１４の磁力線と同じ方向で導かれる。
【００３８】
図６ａ及び図６ｂでは、ヒステリシスループが示されている。図６ａは、上記の場合、すなわち磁界が包装材料積層品の平面と平行で印加される場合について述べ、一方、図６ｂは、磁界が包装材料積層品の平面に対して垂直に印加される場合について述べている。２つの領域は、実質的にサイズが同様であること、しかし図６ｂにおける領域を得るために必要とされる磁界の方が高く、実際、ほぼ２倍であることがわかる。したがって、磁界を包装材料積層品に対して実質的に平行に印加する方が効率的であると結論することができる。
【００３９】
「包装材料積層品の平面と平行」という表現には、包装材料が封止ゾーン内で湾曲する場合も含めるべきである。したがって、磁力線は、湾曲に従うように、すなわち湾曲内の点のそれぞれの接線に対して実質的に平行となるように導くべきである。
【００４０】
本発明について、本発明の現在の好ましい実施形態に従って述べた。しかし、本発明は、この実施形態に限定されず、同封の特許請求の範囲内でいかなる形でも修正することが可能であることを理解されたい。
【００４１】
たとえば、この実施形態では、第１及び第２の積層品１０、１２について述べた。しかし、第１及び第２の積層品は、同じ積層品の第１及び第２の部分１０、１２とすることができることを理解されたい。たとえば、矩形のブランク又はウェブが、スリーブ又は管の形に形成され、重なり合うジョイント領域３８内で、２つの長手方向の縁部に沿って封止されることになる。したがって、第１の積層品１０は、第１の縁部に沿ってブランクの一部分を構成することになり、一方、第２の積層品１２は、第２の縁部に沿ってブランクの一部分を構成することになる。図７は、管状のスリーブの形に形成されるブランクを示している。領域３８は、その後で、封止されることになる重ね合わせを生み出すことになる。
【００４２】
本封止方法は、図のジョイント、すなわち、２つの積層品が、それらの内側（又は外側）表面が互いに面した状態で互いに当接しているジョイントのようなジョイントを封止するとき使用することができる。また、一方の積層品の外側表面が他方の積層品の内側表面に当接しており、重ね合わせを形成する、重なり合うジョイントを封止するために使用することもできる。
【００４３】
この説明では、封止圧力及び磁界が、１つの同じ装置、すなわちシールジョー１４とアンビル１６の対によって加えられる。しかし、圧力及び磁界は、異なる装置によって加えることができることを理解されたい。すなわち、磁界と圧力が別々に加えられる。
【００４４】
述べられている実施形態では、シールジョー１４は、交流電源１８に接続された導体２４を備えるインダクタである。述べられているアンビル１６は、導電性且つ受動的である、すなわちどの電源にも接続されないが、シールジョー１４の導体２４内の電流に応答して電流を誘導することが可能であるように構成される導体３２を備える。しかし、アンビル１６は、導電性のタイプの、しかし能動的なものとすることができることを理解されたい。したがって、シールジョー１４と同じタイプのもの、すなわち交流電源に接続されることになる。シールジョー１４及びアンビル１６は、同じ制御及び供給するための電力システムに接続することも、別個のシステムに接続することもできる。
【００４５】
他の実施形態では、アンビルは、導体として銅板の形態で構成することができる。銅板は、包装材料積層品と直接接触させることも、たとえば保護用ゴムの層によって覆うこともできる。ゴムは、少なくとも導電銅板と包装材料積層品の間に設けられることになる。すなわち、アンビルの作用面がゴム内にあることになり、包装材料が、この導電板と間接接触することになる。
【００４６】
別法として、アンビル１６は、どのような導電能力もなしに製造することができる。すなわち、アンビル１６は、絶縁体であり、たとえばゴム製となる。しかし、そのときには、当然ながら磁界を強めることは可能でないことになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】ヒステリシスループを概略的に示す図である。
【図１ｂ】印加された磁界が磁化可能な粒子の磁気飽和レベルより高いヒステリシスループを概略的に示す図である。
【図２】シールジョー及びアンビルによって、ベギングジョイント（ｂｅｇｇｉｎｇ  ｊｏｉｎｔ）で共に封止される２つの包装材料積層品を概略的に示す図である。
【図３ａ】図２に示されているシールジョーの作用面を見たところを概略的に示す図である。
【図３ｂ】前記シールジョーを介した横断面を概略的に示す図である。
【図４】図２に示されているアンビルの作用面を見たところを概略的に示す図である。
【図５】シールジョー、包装材料積層品、アンビル、及び封止ゾーン内の磁界の横断面を概略的に示す図である。
【図６ａ】磁界が包装材料積層品の平面に対して実質的に平行に印加されるヒステリシスループを示す図である。
【図６ｂ】磁界が包装材料積層品の平面に対して実質的に垂直に印加されるヒステリシスループを示す図である。
【図７】長手方向のシールによって、スリーブとして形成されたブランクを概略的に示す図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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