(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉されたパッケージを生産するために、繊維材料のベース層とヒートシール可能なポリマー材料とアルミニウム層と、を含む包装材料をヒートシールするための誘導式シール装置（１０）であって、
実質的に平面である少なくとも一つのシール表面（１２ａ、１２ｂ）を有し、合金からなる少なくとも一つの誘導子（１２）を備え、
前記一つのシール表面（１２ａ、１２ｂ）が前記包装材料と密接に接触し、
前記合金は、７２〜７８重量％のＡｇと、２１〜２７重量％のＣｕと、０．５〜２重量％のＮｉと、
を備える誘導式シール装置（１０）。
【請求項２】
前記合金が、約７４重量％のＡｇ、約２４重量％のＣｕ、及び約１重量％のＮｉを備えることを特徴とする請求項１に記載の誘導式シール装置（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの誘導子（１２）が、ポリマー物質を備える支持本体（２２）に少なくとも部分的に封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導式シール装置（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのシール表面（１２ａ、１２ｂ）には、前記シール表面の長手方向長さに沿って延在する、シール中の包装材料へのシール圧力を増加させるための突出する畝部（２６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導式シール装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入可能な食品の密閉されたパッケージを生産するための包装材料をヒートシールするための誘導式シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、又はカートンベースの包装材料からなるパッケージにパックされ、販売されるフルーツジュース、炭酸が入っていない飲料、ミルク、ワイン、トマトソース、等のような多くの注入可能な食品が存在する。このタイプのパッケージの典型的な例は、Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ（登録商標）として知られている平行六面体のパッケージであり、これは積層された包装材料のウェブを折り畳み、シールすることによって作られる。上述のパッケージは、例えば成形‐充填‐密封技術を使用したＴｅｔｒａ  Ｐａｋ  Ａ３包装機械のような全自動の包装機械において生産される。任意に、パッケージは、積層された包装材料からなる予め製造されたシートが形成され、充填されるタイプのものであり、典型的な例はＴｅｔｒａ  Ｒｅｃａｒｔ（登録商標）として市販されている。
【０００３】
バリア材料の層が導電性を有する材料、例えばアルミニウム層を備える包装材料は、通常はいわゆる誘導式ヒートシールプロセスによって密閉され、誘導加熱シールプロセスでは渦電流がアルミニウム層の中で誘導され、その結果、局所的な加熱が生じ、よってヒートシール可能なポリマー材料を局所的に溶融する。
【０００４】
従来は、パッケージは誘導式ヒートシールで誘起された導電性材料、例えばアルミニウム層の局所的な加熱を使用してヒートシールされていた。典型的にはシール装置は銅（Ｃｕ）からなる誘導子を備える。
【０００５】
典型的には、誘導式シール装置は、したがって誘導子もまた、包装機器の中で高温、高圧、及び過酸化水素に暴露される。
【０００６】
この組み合わせは、所定の用途においては誘導子の急速な腐食及び損耗を引き起こす浸食環境を生み出す。したがって、シール装置は定期的に交換され、それぞれの交換はパッケージの生産中の停止を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、上記を考慮して、本発明の１つの目的は、損耗と腐食とに対して、より耐性を有するシール装置を提供することによってシール装置の寿命を長くすることである。本発明の１つの目的は、例えば自動包装機器に存在する条件のような厳しい条件に曝された際に、例えば増加した寿命のような改善された特性を有する誘導子を提供することである。本発明の１つの目的は、導電性になった時に望ましい特性を有し、かつ自動包装機器における環境にもたらされたときに、まだ長寿命である誘導子を提供することである。典型的には環境はシール装置を、主にパッケージのシール中のその反応のメカニズムによって損耗させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的は、シールされたパッケージを生産するための包装材料をヒートシールするための誘導式シール装置によって達成される。シール装置は、実質的に平面である少なくとも一つのシール表面を有し、合金からなる少なくとも１つの誘導子を備え、前記一つのシール表面が前記包装材料と密接に接触し、前記合金は、７２〜７８重量％のＡｇと、２１〜２７重量％のＣｕと、０．５〜２重量％のＮｉを備える。
【０００９】
【００１０】
本発明の上述の、及びさらなる目的、特徴及び利点は、以下の本発明の例示の実施形態の、添付の図面を参照しつつ、図示された、限定しない詳細な説明を通じてより良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による誘導式シール装置の斜視図である。
【図２】図１の誘導式シール装置の誘導子の斜視図である。
【図３】図１の誘導式シール装置の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
フルーツジュース、炭酸が入っていない飲料、ミルク、ワイン、トマトソース、等のような多くの注入可能な食品が、紙ベース又はカートンベースの包装材料からなるパッケージで販売されている。このタイプのパッケージの典型的な例は、Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ（登録商標）として知られている平行六面体のパッケージであり、これは積層されたパッケージ材料のウェブを折り畳み、シールすることによって作られている。
【００１３】
そのタイプのパッケージのための典型的な包装材料は、繊維材料、例えば紙又はカートンのベース層と、このベース層の両側を覆う、ヒートシール可能なポリマー材料、例えばポリエチレンフィルムの多くの層を実質的に備える構造を有する。その貯蔵及び流通が室温で行われる無菌パッケージの場合には、包装材料はまた、典型的にはガス遮蔽、及び光遮蔽材料、例えばアルミフォイルの層を備え、この層はプラスティック材料の層の上に積層され、その上を、最終的には食品に接触するパッケージの内面を形成するヒートシール可能なポリマー材料からなる別の層で覆われる。
【００１４】
無菌包装の生産においては、包装材料は包装機械の中で殺菌される。包装材料を殺菌する１つの方法は、過酸化水素のような化学的殺菌剤を適用することであり、この殺菌剤は、一旦殺菌が完了すると、たとえば加熱によって蒸発して、包装材料の表面から除去される。包装材料を殺菌する別の方法は、電子ビームをそれに照射することである。殺菌後、包装材料のウェブは、閉止された、無菌の環境に保持され、折り畳まれ、縦方向にシールされて、鉛直筒状体を形成する。この筒状体は連続的に第１の鉛直方向に供給され、殺菌された、又は無菌状態でプロセスされた食品で充填され（成形‐充填‐密封技術）、一対の顎部によって等間隔を離間させた断面で把持される。より具体的には、一対の顎部は繰り返し引き続いて筒状体に作用し、筒状体の包装材料をヒートシールして、前記の第１の方向に垂直である第２の方向に延在する、横方向シール領域それぞれによって互いに接続された、クッション形状のパッケージの連続的な列を形成する。クッション形状のパッケージは相対的な横方向シール領域における切断によって分離される。パッケージは次いで、最終的な折り畳みステーションに搬送され、そこで最終的な平行六面体の形状に機械的に折り畳まれる。
【００１５】
別のタイプのパッケージ、例えばＴｅｔｒａ  Ｒｅｃａｒｔ（登録商標）として知られているパッケージのためには、包装材料はシートとして提供することができる。シートそれぞれはパッケージ加工ラインにおいて、シートの２つの重なった端部をシールすることによって平坦なスリーブ状に形成される。包装機械において、この平坦なスリーブは起立され、スリーブの一方の端部が横断方向にシールされる。食品は、部分的に形成されたパッケージの中に充填され、引き続くステーションにおいてパッケージの依然として開口した端部を横断方向にシールされて、閉止されたパッケージを形成する。最終的な形成の後、パッケージはレトルトされて無菌とされる。本発明は、上述のパッケージタイプのいずれにも適用することができる。
【００１６】
誘導式ヒートシールにおいて、シール装置は、高周波によって誘導子を動力源とされた定電流源を実質的に備える。誘導子は導電性物質からなり、生成された電磁気フィールドが包装材料中のアルミニウム層と相互作用して、渦電流を誘起し、プラスティックを必要なシール温度まで加熱する。本発明によれば、誘導子は合金からなる誘導子からなる。本発明の一実施形態では、合金は、７２〜７８重量％のＡｇと、２１〜２７重量％のＣｕと、０．５〜２重量％のＮｉを備える。誘導子は、誘導コイルとも参照することができる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
本発明の一実施形態では、任意には、微小量のさらなる元素が存在する場合もあるが、そのような元素はいずれも不純物と考えられ、本発明にとってなんら重要なものではなく、本発明によってもたらされる利益、すなわち長寿命、改善された耐損耗性、及び厳しい条件に対する耐性に何ら影響を与えるものではない。上述した合金の誘導コイルの利益は、例えば耐損耗性及び／又は耐腐食性である。
【００２８】
本発明の一実施形態において、合金は約７４重量％のＡｇ、約２４重量％のＣｕ、及び約１重量％のＮｉを備える。
【００２９】
シール装置は典型的には第１の顎部に合わせられる。アンビルとして知られる他の顎部は、エラストマ材料からなる圧力パッドに合わせられた逆側のシール要素を備える。アンビルは、シール装置と協働して筒状体又はスリーブを相対的な横方向シール領域に沿ってヒートシールする。より具体的には、シール装置は、顎部間に把持されたヒートシール可能なポリマー材料からなる２つの層を局所的に溶融する。
【００３０】
さらに、筒状体からパッケージを切り出すために、アンビルを、切断要素を有して配置することができる。特に、切断要素は、第１及び第２の方向に対して直角な第３の方向に沿って、シール用顎部のシール装置に向かって、及びそれから離れるように滑動することができ、それによってパッケージの連続した列を、上述した記載に従って個々のパッケージに切断する。
【００３１】
両方の場合に使用するための既知の誘導子シール装置は、１つ以上のシール表面を有する誘導子を実質的に備える。誘導子は、パッケージの形成中は包装材料と協働するために、支持本体の中に部分的に封止され、この支持本体は、この支持本体の外面上に露出したシール表面を少なくとも有する。電源接続部もまた、支持本体の外側に露出している。磁束濃縮材料、例えばフェライトを備える複合材料からなる１つ以上のインサートを、磁界をガイドするために、支持本体の内側に、誘導子に近接させて配置することができる。
【００３２】
シール表面それぞれは、突出する隆起部を備えることができ、この隆起部は包装材料と協働してその上の圧力を増加させることを意図されており、それによってシール領域における包装材料の溶融したプラスティック材料の融合を生じさせる。
【００３３】
本発明は、上述したようなものであるが、以下にさらに特定の実施形態が記載される。
【００３４】
図１は、誘導式シール装置１０を示す。この装置は誘導子１２、すなわち誘導コイルを備え、この誘導コイルは、シール装置１０の第１端部１４から対向端部１６へ直線的に延在している。誘導子は第１端部１４と第２端部１６との間に長手方向の長さを有する。電気コネクタ（図示せず）が、誘導子１２の電源接続部１８に接続されるように設けられて、電流が誘導子１２を通じて流れることを可能にし、この電流は（図示されない）外部電源によって供給される。
【００３５】
誘導式シール装置１０が適合する顎システムのタイプによっては、冷却手段（図示せず）をシール装置１０内に設けることができる。冷却の１つの方法は、誘導子１２の内側に１つ以上の冷却液ダクトを設けることであって良い。
【００３６】
図２にも見られる誘導子１２は、２つのシール表面１２ａ、１２ｂを備える。これらシール表面は、平行かつ、離間して設けられる。誘導子１２は、第１端部１４から対向端部１６へ、直線的経路に沿って延び、それによって第１シール表面１２ａを形成し、対向端部１６において誘導子１２は方向を変えて第１端部１４に戻り、それによって第１シール表面に平行な第２シール表面１２ｂを形成する。そのようなループ式の誘導子１２の配置を有することによって、１つのシール装置が２つの隣接するシールを同時に提供することができる。代替的に、誘導子は、１つのシール表面しか有さない単一シールタイプであってもよい。代替的に、誘導子は、２つ以上のシール表面（典型的には４つのシール表面）を有するダブルループタイプとすることができる。
【００３７】
図１に見られるように、誘導子１２は部分的に支持本体２２に封止されている。シール表面１２ａ、１２ｂは、パッケージの形成中の包装材料との協働のために、支持本体２２の外側の上面２４に露出する。支持本体２２は典型的にはポリマー材料、好ましくはガラス繊維強化型ポリマー材料、例えばポリフェニレン・サルファイド樹脂（ＰＰＳ）からなる。
【００３８】
誘導子１２の電源接続部１８もまた、支持本体２２の外側に露出している。溝２０が誘導子１２のシール表面１２ａとシール表面１２ｂとの間に設けられて、切断ツールが溝２０の中を移動するのを可能にし、それによってパッケージを効率的な態様で筒状体から分離することができる。
【００３９】
図３を参照すると、誘導式シール装置１０の断面図が示されている。断面図は、シール装置１０の長手方向の長さに垂直に方向づけられた平面内のものであり、このことは、例えば図１との比較から容易に理解される。長手方向の長さは、第１端部１４と第２端部１６との間の長さである。見ることができるように、上面２４は実質的に平面であって、誘導式シール装置１０の全長に沿って包装材料と密接な接触を提供している。上面２４は誘導子の２つのシール表面１２ａ及び１２ｂに亘って延在し、溝部２０において途絶する。誘導子１２のシール表面１２ａ及び１２ｂそれぞれは、シール表面１２ａ及び１２ｂそれぞれの全長に沿って直線的に延びる突出する畝部２６をさらに含む。突出する畝部２６は、包装材料と協働して、誘導式シール装置１０と包装材料との間の完全な接触を確実にすることを意図されており、包装材料上の圧力を増加させ、それによってシール領域における包装材料の溶融したプラスティック材料の融合を引き起こす。畝部２６それぞれは、水平方向に見たときに、それぞれのシール表面１２ａ、１２ｂの中心からわずかにオフセットして配置されている。両方の畝部２６に対して、オフセットには溝２０に向かう所定の距離が設けられる。このように、シール領域はパッケージの内側に向かう方向により大きくされ、そのシール領域は、シール領域が機械的な接合としてだけ作用しなければならない切断された端部に向かうよりも無菌的にしっかりした接合として作用する。
【００４０】
任意に、磁束濃縮材料、例えばフェライトを備える複合材料からなる１つ以上のインサート２８が支持本体２２の内側に誘導子１２に近接させて配置される。このインサート２８は、誘導式シール装置１０の駆動時に生成される磁場を増加させ、それによってパッケージの十分なシールを達成するために必要とされる電流を減少させる。
【００４１】
磁性を有するインサート２８は、誘導子１２の全長に沿って延在してもよいし、又は誘導子１２の長さに沿って様々な位置に分散された、分割された部材として提供することもできる。好ましくは、そのような分割された、磁性を有するインサート２８は、誘導子１２のシール表面１２ａ、１２ｂの端部及び誘導子１２の中央に配置することができる。端部位置は、さらなる電力が、包装材料が折り畳まれるところで必要となる場合があるので有利である。また、中央に配置された磁性を有するインサート２８は、パッケージの長手方向のシールが行われる、したがって包装材料のさらなる層を通じて熱を移動させる必要がある領域に、さらなる電力を提供することができる。
【００４２】
好ましくは、磁性を有するインサート２８には、図３から明白であるように、丸められた角を設けられる。これは、ポリマー本体２２が非常に堅固な態様でインサートを取り囲んでおり、磁性を有するインサートの鋭い角部に存在する場合のあるトラップされた穴又は割れの危険を減少させる。
【００４３】
誘導子１２は、上述し、特許請求の範囲に記載されているように、７２〜７８重量％のＡｇと、２１〜２７重量％のＣｕと、０．５〜２重量％のＮｉを備える合金からなる。
【００４４】
当業者には、技術の進展とともに、基本の思想は様々な方法で実施することができることが明白である。本発明及びその実施形態は、したがって上述された例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲の中で変化することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０                誘導式シール装置
１２                誘導子
１２ａ、１２ｂ      シール表面
２０                溝
２２                支持本体
２６                畝部
２８                インサート
【図１】
0006734192.tif 000002
【図２】
0006734192.tif 000003
【図３】
0006734192.tif 000004