(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注出可能な食品の密封されたパッケージ（２）を製造するための包装材を熱シールするための誘導シール装置（１５）であって、前記シール装置（１５）が、
少なくとも１つの作用面（２５、２６）を使用して前記包装材と相互作用するインダクタ装置（２０，２１）と、
磁束集束インサート（３０）と、
熱伝導材料を含み、かつ前記インダクタ装置（２０、２１）および前記磁束集束インサート（３０）を収容している支持体（２４）と、を備え、
前記磁束集束インサート（３０）がポリマーおよび軟質磁性粒子を含有する混合物を含み、
少なくとも１つの相互作用面（３１）を介して前記磁束集束インサート（３０）が前記包装材と相互作用し、
前記支持体（２４）が前記インダクタ装置（２０，２１）を少なくとも１つのキャビティ内に収容しており、前記磁束集束インサート（３０）が前記少なくとも１つの作用面（２５、２６）を被覆せずに磁束集束するように前記インダクタ装置（２０、２１）を囲んで前記支持体（２４）に直接成形され得るように、前記少なくとも１つのキャビティ（４）が粘性を有する未硬化磁性化合物のためのモールドとして構成および成形されている、誘導シール装置（１５）。
【請求項２】
前記軟質磁性粒子が、フェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉＢおよびＦｅＮｉ合金の群に含まれる材料で作製されている、請求項１に記載の誘導
シール装置（１５）。
【請求項３】
前記磁性化合物が、電気絶縁性である、請求項１又は２に記載の誘導シール装置（１５）。
【請求項４】
前記磁性化合物が、その機械的強度を強化するように繊維構造体によって強化されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の誘導シール装置（１５）。
【請求項５】
前記キャビティが、前記キャビティ内に成形された磁束集束インサート（３０）を固定するように構成された少なくとも１つの周囲凹部（５）を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導シール装置（１５）。
【請求項６】
前記支持体（２４）がステンレス鋼で作製されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の誘導シール装置（１５）。
【請求項７】
少なくとも１つの作用面（２５、２６）に垂直である軸に沿って延びる切削溝（３）をさらに備え、前記インダクタ装置が前記切削溝（３）の両側に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導シール装置（１５）。
【請求項８】
前記インダクタ装置（２０，２１）を前記磁束集束インサート（３０）内に固定するために、前記インダクタ装置（２０，２１）が、前記相互作用面（３１）に平行な方向に少なくとも延びる少なくとも１つの凹部（７）を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の誘導シール装置（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注出可能な食品の密封パッケージを製造するための包装材を熱シールするための誘導シール装置に関する。特に、本発明は、請求項１の前段部に記載の誘導シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルーツジュース、ＵＨＴミルク、ワイン、トマトソース等のような多くの注出可能な食品は、殺菌された包装材によって作られたパッケージの形態で販売されている。
【０００３】
この種のパッケージの典型的な例としては、Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ  Ａｓｅｐｔｉｃ（テトラ・ブリック・アセプティック（登録商標））として知られている液体または注出可能な食品用の平行六面体形状のパッケージがあり、このようなパッケージは、ラミネートされたストリップ状の包装材を折り曲げ、かつ密封することによって作製される。
【０００４】
包装材は多層構造を有しており、該多層構造は、例えば紙のような繊維材料または鉱物充填ポリプロピレン材料の層を含み得る、剛性および強度のためのベース層と、ベース層の両面を覆う、例えばポリエチレンフィルムのような熱シールプラスチック材料のいくつかの層と、を実質的に含む。
【０００５】
ＵＨＴミルクなどの長期保存製品のための無菌パッケージの場合、包装材はまた、例えばアルミニウム箔またはエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムなどのガスおよび光遮蔽材料の層を含み、該層は、熱シールプラスチック材料の層上に重ねられ、かつ最終的に食品と接触するパッケージの内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層によって被覆される。
【０００６】
公知のように、この種のパッケージは、全自動包装ユニット上で製造される。該ユニット上では、ウェブ状で供給された包装材から連続的なチューブが形成され、包装材のウェブは、例えば過酸化水素水などの化学殺菌剤を塗布することによって包装ユニット上で殺菌される。殺菌が完了すると、殺菌剤は、例えば加熱によって蒸発させて包装材の表面から除去される。こうして殺菌された包装材のウェブは、閉鎖された無菌環境で保持され、折り曲げられてかつ長手方向にシールされて鉛直チューブが形成される。
【０００７】
チューブは、第１の鉛直方向に連続的に供給され、殺菌されるかまたは殺菌処理された食品を充填され、２つの顎部材の対によって等間隔の横断面で把持される。より具体的には、２つの顎部材の対は、チューブ上で周期的かつ連続的に作動し、チューブの包装材を熱シールして、前記第１の方向に垂直な第２の方向に延びるそれぞれの横方向密封バンドによって、互いに連結した枕状パックの連続ストリップを形成する。
【０００８】
枕状パックは、それぞれの横方向密封バンドを切断することによって分離され、次いで、そこで最終的な平行六面体形状へと機械的に折り畳まれる最終折り曲げ位置へと供給される。
【０００９】
顎部材の対の各々の間に把持されたチューブの部分は、シール用顎部材として知られ、顎部材の間で挟まれた熱シールプラスチック材料の２つの層を局所的に溶融させる、顎部材の一方に取り付けられた加熱手段によって熱シールされる。
【００１０】
さらに具体的には、遮蔽材料の層が例えばアルミニウムなどの導電性材料のシートを含む包装材は、通常は、いわゆる誘導加熱シール処理によって熱シールされる。誘導加熱シール法では、チューブが２つの顎部材によって把持されているときに、アルミニウムシート内に損流が誘導されてアルミニウムシートが局所的に加熱され、このようにして、熱シールプラスチック材料が局所的に溶融される。
【００１１】
より具体的には、誘導加熱シール処理において、加熱手段は、実質的に、高周波電流発生装置によって電力を供給され、導電性材料で作製され、第２の方向と平行に延び、チューブ材料と相互作用して内部に損流を誘導して必要なシール温度まで加熱する、１つまたは複数のインダクタバーを実質的に含むインダクタを備える。
【００１２】
一方で、対向する顎部材として知られる他方の顎部材は、エラストマ材料からなる加圧パッドを備え、インダクタバーと協働して関連する横密封バンドに沿ってチューブを熱シールする。
【００１３】
上記のタイプのインダクタを備えたシール用顎部材によるシール装置は公知である。
【００１４】
さらに具体的には、公知のシール装置は、シール用顎部材に一体に結合され、それぞれのインダクタバーを収容するための２つの前部シートを画定しているプラスチック支持体と、特にフェライトを含む複合材料である磁束集束材料で作られ、支持体内部でインダクタバーの近くに収容されたインサートと、を実質的に備える。
【００１５】
より具体的には、プラスチック支持体は、インサートと協働し、インダクタバーおよび磁束集束材料のインサートを包囲するシール装置の周縁部を画定する。
【００１６】
このような公知のシール装置は、例えば特許文献ＥＰ１２７０１８２およびＥＰ２００８７９５から知られている。
【００１７】
本出願人は、使用の際に受ける機械的負荷に起因して、プラスチック支持体が亀裂の影響を受けやすく、シール装置の耐用年数を低減させ、高速パッケージングユニット上での当該装置の使用を制限することを見出した。
【００１８】
横インダクタのさらなる課題は、しわの上をシールする場合の偶発的な完全性問題および切断ラインにおけるＰＥ押出に起因するパッケージの揺動による機械の停止のために、パッケージの密封品質要件が必ずしも満たされないことである。
【００１９】
最後に、公知の横インダクタは、複雑な製造および高価な材料の使用に起因して、高コストである。
【００２０】
したがって、性能を維持または改良しつつ、より簡素なデザインを有し、製造が容易であり、安価な材料を使用し、より高い機械強度および長い耐用年数を有する横インダクタが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２７０１８２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２００８７９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、従来技術を改良し、従来技術の問題を解決し、より簡略化され、安価で頑丈な、注出可能な食品の密封パッケージを製造するために包装材を熱シールするための改良された誘導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】
【００２３】
これらのおよび他の目的は、注出可能な食品の密封パッケージを製造するために、包装材を熱シールするための誘導シール装置であって、該シール装置が、少なくとも１つの作用面を使用して前記包装材と相互作用するインダクタ装置と、磁束集束インサートと、熱伝導材料を含みかつ前記インダクタ装置および前記磁束集束インサートを収容する支持体と、を備え、前記磁束集束インサートがポリマーおよび軟質磁性粒子の磁性化合物を含み、少なくとも１つの相互作用面を介して前記磁束集束インサートが前記包装材と相互作用する、誘導シール装置によって実現される。
【００２４】
相互作用面を介して包装材と直接接するインサートを使用することによって、従来技術においてはシール装置の接触部を形成するために以前使用されていたプラスチック部は、インダクタ装置の作用面を除いて必要なくなる。そのため、インダクタ装置はより頑丈になり、より少ない部品を有し、部品もまたより安価になる。
【００２５】
ポリマーは、耐熱性を有するものもあるＰＡ６およびＰＡ９のような多様なグレードのＰＡ（ポリアミド）またはＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）などのプラスチックマトリクスであってよい。
【００２６】
本発明のさらなる態様によると、誘導シール装置の支持体は、前記インダクタ装置を少なくとも１つのキャビティ内に収容しており、前記磁束集束インサートが前記少なくとも１つの作用面を被覆せずに磁束集束するように前記インダクタ装置を囲んで前記支持体に直接成形され得るように、前記少なくとも１つのキャビティが粘性を有する未硬化磁性化合物のためのモールドとして構成および成形されている。伝統的なインダクタにおけるコアである磁束集束インサートが支持体上に直接成形されるため、製造が簡素化される。軟質磁性粒子は、フェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＦｅＳｉＡｌ（センダスト）、ＦｅＳｉＢなどのナノ結晶合金およびその誘導体、またはＦｅＮｉ合金およびその誘導体であり得る。磁性化合物は好ましくは電気絶縁性であり、それはポリマー結合剤を使用することによって実現される。それ自体が電気絶縁性の磁束集束インサートを備えることにより、磁束集束インサートとインダクタ装置との間にいかなる他の絶縁材料も必要なくなる。
【００２７】
本発明のさらなる態様によると、磁性化合物は、その機械的強度を強化するために繊維構造体によって強化される。繊維構造体は、例えばガラス繊維、ケブラーなど、ポリマーバインダと適合する任意のものを使用することができる。
【００２８】
本発明のさらなる態様によると、支持体のキャビティは、前記キャビティ内に成形された磁束集束インサートを固定するように構成された少なくとも１つの周囲凹部を備える。磁性化合物が硬化されたときに前記凹部にはめ込まれかつ埋められた翼部によって磁束集束インサートが固定されるように、磁性化合物が溝部を埋める。
【００２９】
誘導シール装置は、例えばアルミ箔を含む包装材をシールするために、横誘導シール装置として使用されると有利である。
【００３０】
誘導シール装置は、ステンレス鋼で作製された支持体を備え得る。ステンレス鋼は、高い熱伝導度を有する適当な非腐食性材料であり、モールドとしての使用に適している。
【００３１】
横誘導シール装置はさらに、中央横軸および少なくとも１つの作用面に垂直な軸に沿って延びる中央切削溝を備え得る。前記インダクタ装置は、前記切削溝の両側に配置される。液体食品用のチューブ充填機械において使用される一般的な技法であるように、包装材が２か所でシールされ、シール部分の間で切断され得るように、切削溝はインダクタ装置の間に配置される。成形の間、モールドの第２の部分は切削溝が意図されるべき位置に配置され得、モールドの第２の部分が除去されるときに溝が形成される。
【００３２】
本発明の１つの態様によると、キャビティが前記溝のそれぞれの側に形成されるように、切削溝が前記支持体内に形成される。したがって、磁束集束インサートではなく、支持体が前記切削溝を形成する。それにより、成形された磁束集束インサートによって作製される場合よりも安定な切削溝が形成される。また、モールドの第２の部分は必要なくなる。
【００３３】
本発明のさらなる態様によると、キャビティは、キャビティの第２の断面よりも小さい開口断面を有し、前記開口断面は前記第２の断面に平行である。キャビティの内部よりも小さいキャビティの入口を使用することにより、その位置に配置すると、シール処理において使用するときに磁束集束インサートはキャビティから外に移動しない。製造においてシール装置を使用するとき、相互作用面と包装材との間の圧力は非常に高いため、シール装置が頑丈であることが重要である。
【００３４】
インダクタ装置はさらに、シール装置を使用するときに前記インダクタ装置を前記磁束集束インサート内に固定するための、前記相互作用面に平行な方向に少なくとも延びる少なくとも１つの凹部を備え得る。これにより、インダクタ装置が成形された磁束集束インサートから飛び出さないことが保証される。成形された磁束集束インサートが回転するのを防ぐ方法は、例えば平坦な底部など、キャビティを不規則な形状に形作ることである。
【００３５】
本発明の方法は、本発明の装置に関連して上に記載した任意の特徴を包含することができ、同じ対応する利点を有し得ることに留意すべきである。
【００３６】
以下において、添付の図面とともに本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術による横シール装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による横シール装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による横シール装置の断面図である。
【図４ａ】本発明の第３の実施形態による横シール装置の断面図である。
【図４ｂ】本発明の第４の実施形態による横シール装置の断面図である。
【図４ｃ】本発明の第５の実施形態による横シール装置の断面図である。
【図５】本発明の第６の実施形態による横シール装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、従来技術による横誘導シール装置１５の断面図である。支持体２４は、磁束集束インサート３０’を収容しており、磁束集束インサート３０’は、インダクタ装置２０，２１を収容する。インダクタ装置は、シール処理の間に、パッキング材表面（図示せず）に押し付けられることによりパッキング材の金属層に電流、そして熱を誘導するように構成された作用面２５、２６を備える。インダクタ装置２０，２１および磁束集束インサート３０’は、成形プラスチック部材１９によって支持体に固定されている。プラスチック部材１９もまた、シール作業の間にパッキング材に押し付けられる外部表面を有する。使用の際には、シール装置には高圧がかかり、その結果、誘導装置の寸法に対して比較的薄いプラスチック部材にしばしば亀裂が入り、誘導装置の寿命が短くなる。
【００３９】
図２は、本発明による横誘導装置１９の断面図を示す。支持体２４はキャビティ４を有し、インダクタ装置２０，２１がキャビティ４内に配置されている。キャビティ４において、インダクタ装置の作用面２５、２６を被覆しないように磁束集束インサート３０が誘導手段２０，２１の周囲に成形される。磁束集束インサートは、インダクタ装置２０、２１の作用面２５と同一の高さに相互作用面３１を有する。キャビティは、成形された磁束集束インサート３０をキャビティ内に固定するために、側壁に沿って周囲凹部５を備える。磁束集束インサート３０は、ポリマーおよび軟質磁性粒子（図示せず）の磁性化合物によって成形されており、ポリマーはポリアミドまたはポリフェニレンスルフィドによって作られ、磁性粒子はフェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉＢまたはＦｅＮｉ合金である。ＮｉＺｎフェライトが好ましい。成形材料はまた、例えばガラス繊維（図示せず）によって強化され得る。磁束集束インサート３０には切削溝３が形成され、切削溝３のいずれかの側にあるパッキング材のシールと同時にパッキング材が切断される。切削溝は、切削溝３を形成する体積内に配置されるモールドの第２の部分（図示せず）を使用することによって磁束集束インサートの成形の間に形成される。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態による横誘導装置１９の断面図を示す。支持体２４は２つのキャビティ４を備え、キャビティ４にはインダクタ装置２０，２１が配置されている。各キャビティ４において、磁束集束インサート３０が、それぞれの誘導手段２０，２１の周囲にそれぞれのインダクタ装置の作用面２５、２６を被覆せずに成形されている。磁束集束インサートは、インダクタ装置２０、２１の作用面２５と同一の高さにある相互作用面３１を有する。各キャビティは、成形された磁束集束インサート３０をキャビティ内に固定するために、側壁に沿って周囲凹部５を備える。磁束集束インサート３０は、ポリマーおよび軟質磁性粒子の磁性化合物によって成形される。２つのキャビティ４の間の支持体２４内に切削溝３が形成され、切削溝３０のいずれかの側にあるパッキング材のシールと同時にパッキング材が切断される。インダクタ装置の各々は、インダクタ装置の各々をそれぞれの成形された磁束集束インサート３０に固定するための凹部７を備える。
【００４１】
図４ａは、本発明の第３の実施形態による横誘導装置１９の断面図を示す。支持体２４は２つのキャビティ４を備え、キャビティ４にはインダクタ装置２０，２１が配置されている。キャビティの各々において、磁束集束インサート３０が、それぞれの誘導手段２０の周囲にそれぞれのインダクタ装置の作用面２６を被覆せずに成形される。磁束集束インサートは、インダクタ装置２０の作用面２５より低い位置にある相互作用面３１を有する。磁束集束インサート３０は、ポリマーおよび軟質磁性粒子の磁性化合物によって成形される。２つのキャビティ４の間の支持体２４内に切削溝３が形成され、切削溝３０のいずれかの側にあるパッキング材のシールと同時にパッキング材が切断される。インダクタ装置の各々は、インダクタ装置の各々をそれぞれの成形された磁束集束インサート３０に固定するための２つの凹部７を備える。キャビティ４内に磁束集束インサート３０を固定するように、キャビティの各々の開口断面はキャビティ内のさらに下方の断面よりも小さい。
【００４２】
図４ｂは、図４ａに示す第３の実施形態と非常に類似した本発明の第４の実施形態による横誘導装置１９の断面図を示す。第４の実施形態では、キャビティは、成形された磁束集束インサート３０が回転する傾向を低減するように平坦な底部８を有する。
【００４３】
図４ｃは、図４ａおよび図４ｂに示す第３および第４の実施形態と非常に類似した本発明の第５の実施形態による横誘導装置１９の断面図を示す。第４の実施形態では、キャビティは、成形された磁束集束インサート３０が回転する傾向を低減し、磁束集束を最適化するようにより複雑な形状を有する。
【００４４】
図５は、本発明の第６の実施形態による横誘導装置１９の断面図を示す。この実施形態では、４つのキャビティ４が使用される。キャビティ４の各々において、それぞれの誘導手段２０の周囲に磁束集束インサート３０が成形される。この実施形態は、いわゆるツインループインダクタと本発明を組み合わせるやり方の例である。
【００４５】
本発明においてその他の変更が考慮され、場合によっては本発明のいくつかの特徴がその他の特徴を対応して使用することなく採用され得ることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲と一致するように広く考慮されるべきである。
【符号の説明】
【００４６】
３  切削溝
４  キャビティ
５  周囲凹部
７  凹部
８  平坦な底部
１５  誘導シール装置
１９  成形プラスチック部材
２０、２１  インダクタ装置
２４  支持体
２５、２６  作用面
３０  磁束集束インサート
３１  相互作用面
【図１】
0006691118.tif 000002
【図２】
0006691118.tif 000003
【図３】
0006691118.tif 000004
【図４ａ】
0006691118.tif 000005
【図４ｂ】
0006691118.tif 000006
【図４ｃ】
0006691118.tif 000007
【図５】
0006691118.tif 000008