(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面及び外面にヒートシール性樹脂層を有し、頂部折り曲げ線（３）を有する一対の頂部と頂部折り曲げ線（３）を有しない一対の頂部のトップシール部折り曲げ線（３’）から上方の箇所を加熱してゲーベルトップ型紙容器のトップシール部を形成する紙容器頂部加熱装置において、該紙容器頂部加熱装置は、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線（３）を有する一対の頂部と前記頂部折り曲げ線（３）を有しない一対の頂部の内側を加熱する内周加熱部と、前記頂部折り曲げ線（３）を有する一対の頂部の外側を加熱する屈曲加熱部とを備えるとともに、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線（３）を有しない一対の頂部の外側に、ヒートシール性樹脂層を溶融する時に、トップシール部折り曲げ線（３’）から上方の箇所を冷却する冷却管を各々具備することを特徴とする紙容器頂部加熱装置。
【請求項２】
前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線（３）を有しない一対の頂部の外側に、トップシール部折り曲げ線（３’）から上方の箇所を冷却する前記冷却管を、各々、２本以上具備することを特徴とする請求項１に記載の紙容器頂部加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙容器を成形、充填、密封して組立完成させる液体充填装置において、紙容器を組立てるために、くせ折りした頂部の開口端部に備えたトップシール部を加熱、加圧して接合する際に、ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側を冷却しながら加熱する紙容器頂部加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゲーベルトップ型（両面傾斜屋根型）紙容器が清酒、焼酎、牛乳、ジュース、その他清涼飲料等の液体容器包装として広く使用されている。このゲーベルトップ型紙容器の組立充填封緘装置としては、紙容器の底部組立装置、搬送装置、液体充填装置、紙容器頂部くせ折り装置、紙容器頂部加熱装置、紙容器頂部シール装置等、さらに無菌充填の場合には紙容器殺菌装置、紙容器乾燥装置等を備えてライン化され、紙容器を成形、充填、密封して組立完成させる組立充填封緘装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この紙容器は、内面及び外面にヒートシール性樹脂層が積層された紙を基材とする平面素材を図５に示すように底部組立装置で四角筒状に構成し、次に、その底部１ａの端部を加熱装置で加熱後直ちに底部折り曲げ線２に沿って折曲げるとともに、その加熱部を加圧接合し、底部を形成する。
【０００３】
次に、底部を形成した紙容器１内に所定の液体を充填し、あらかじめ頂部折り曲げ線３に沿って図６に示す如く折りくせを付けた頂部１ｂの端部に備えたトップシール部４を紙容器頂部加熱装置で加熱し、直ちに折畳んで紙容器頂部シール装置で加圧接合し、中身を密封した図７に示す如き紙容器１を組立完成する。
【０００４】
また、上述のように紙容器１のトップシール部４を加熱する紙容器頂部加熱方法としては、例えば、紙容器の組立完成前に、紙容器頂部加熱装置でトップシール部４の内側を加熱する内周加熱部とトップシール部４の外側を加熱する外側面の加熱部との間にトップシール部４を臨ませ、次に、内周加熱部に内周加熱部中心軸と直交する揺動を与えることにより、内周加熱部に設けた多数の熱風噴射小孔より噴射する熱風を紙容器のシール部に拡散して当てて平均的に加熱し、次に紙容器頂部シール装置でこのトップシール部を加圧接合する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上述のような紙容器頂部加熱方法によると紙容器のトップシール部が局部的に加熱されることが防げ、平均的に加熱されるために、紙容器への液体充填密封が良好に行えるようになった。しかしながら、従来からの紙容器頂部加熱方法を含め、紙容器の接合しないトップシール部の外側も加熱され外面のヒートシール性樹脂層が軟化しているために、次に紙容器頂部シール装置でトップシール部がシールジョーで加圧接合される際に、軟化したヒートシール性樹脂層の一部がシールジョーに密着し、加圧後、シールジョーがトップシール部から離れる際に、ヒートシール性樹脂層が紙基材から引張られて、部分的に剥離して紙剥けが発生する場合がある。
【０００６】
紙剥けが発生すると著しく外観を損ねて商品価値が低下するという問題がある。そのためにトップシール部のシールジョーに冷却水を流したり、紙容器頂部加熱装置にはゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側面のトップシール部折り曲げ線３’の近傍に冷却ガイドを設けて紙容器頂部加熱装置下での紙容器の開口端部の開口形状を保持すると共にヒートシール性樹脂層の溶融を抑制しているが、紙剥け防止が皆無に至っていないのが実情である。
【特許文献１】特開２００２−１９７３３号公報
【特許文献２】特開平７−２４９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、紙容器のトップシール部を加熱し加圧接合する際に、ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側に紙剥けが発生することを防止し、外観を損なうこともなく商品価値が向上する紙容器頂部加熱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】
本発明は、上記課題を達成するために、請求項１記載の本発明は、内面及び外面にヒートシール性樹脂層を有し、頂部折り曲げ線３を有する一対の頂部と頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部のトップシール部折り曲げ線３’から上方の箇所を加熱してゲーベルトップ型紙容器のトップシール部を形成する紙容器頂部加熱装置において、該紙容器頂部加熱装置は、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有する一対の頂部と前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の内側を加熱する内周加熱部と、前記頂部折り曲げ線３を有する一対の頂部の外側を加熱する屈曲加熱部とを備えるとともに、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側に、ヒートシール性樹脂層を溶融する時に、トップシール部折り曲げ線３’から上方の箇所を冷却する冷却管を各々具備することを特徴とする紙容器頂部加熱装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の本発明は、紙容器頂部加熱装置において、ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有する一対の頂部と前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の内側を加熱する内周加熱部と、前記頂部折り曲げ線３を有する一対の頂部の外側を加熱する屈曲加熱部とを備えるとともに、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側に複数の冷却管を各々具備する紙容器頂部加熱装置を設けることにより、前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、ヒートシール性樹脂層を溶融する時に、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側を冷却しながら加熱することにより、次に、トップシール部を加圧接合しても、接合しないトップシール部の外側のヒートシール性樹脂層の溶融を防止することができ、紙剥けが発生することを防止し、外観を損なうこともなく商品価値が向上するという効果を奏するものである。
【００１０】
また、請求項２記載の本発明は、冷却管を複数にすることにより、冷却管の間に間隙が形成され、トップシール部全体の温度が低下することがないために、トップシール部のシールが容易にでき、トップシール部から充填された液洩れがすることが防げるものである。
【００１１】
さらに、複数の冷却管にすることにより、冷却水の流量が分散され、冷却水の流量による温度コントロールが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記の本発明の紙容器頂部加熱装置について、図面等を用いて以下に説明する。なお、前述した図５、６、７に対応する部分には同一符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
【００１３】
図１は本発明にかかる冷却装置を含む紙容器頂部加熱装置を示す正面図、図２は図１の部分側面図、図３は図１の上方から見た概略説明図、図４は紙容器頂部シール装置で紙容器のトップシール部が加圧接合される状態を示す説明図、図５は従来の紙容器組立前における胴貼りされ、起凾された状態を示す斜視図、図６は従来の紙容器の組立完成前における紙容器頂部加熱装置前の紙容器頂部くせ折り装置でくせ折りした状態を示す頂部の斜視図、図７は従来の紙容器を例示する全体斜視図である。
【００１４】
図１〜図３を参照しながら本発明の紙容器頂部加熱装置について説明する。図１、図２は底部を形成した紙容器１内に所定の液体を液体充填装置で充填し、次に紙容器頂部くせ折り装置で頂部１ｂが頂部折り曲げ線３に沿ってくせ折りされ、本発明の紙容器頂部加熱装置まで搬送されてきた状態を示すものであり、図２は紙容器１が搬送される進行方向側から見た側面図である。紙容器１は紙基材の内面及び外面に低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリオレフィン等のヒートシール性樹脂層を有しており、頂部１ｂにはプラスチックの射出成型品からなる注出口及びキャップ５が取り付けられている。注出口及びキャップ５は、底部組立装置で紙容器１の底部が形成され、液体充填装置に搬送される間に備えられた超音波シール装置等で紙容器１の頂部１ｂに取り付けられたものである。
【００１５】
図１、図２に示すように冷却管１０は、紙容器１の頂部１ｂを開口した端部に備えられた前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側に備えられている。冷却管１０の内部には冷却水が循環され、温度コントロール可能となっている。紙容器頂部加熱装置は冷却管１０と図示しないがサーキュレーター、循環ポンプから構成されている。
【００１６】
冷却管１０はステンレス等の円筒管からなり、トップシール部４の接合をしない注出口及びキャップ５側の外側と、注出口及びキャップ５側と対向するトップシール部４の前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側にそれぞれ２本ずつ具備されている。通常、トップシール部４の高さ方向の寸法は約１５ｍｍ程度であり、冷却管１０は外径３〜１０ｍｍの円筒管を複数用いて、トップシール部４の領域に跨るように、且つ、紙容器１の搬送方向と平行に紙容器１のトップシール部４の外側面に接するように配置するのがよい。冷却管１０の形状は、断面楕円形、矩形等の管も使用できるが、円形が好ましい。断面楕円形、矩形等はトップシール部４が過冷却されることがあり、過冷却されるとトップシール部４の接合すべき内側にシール不良が発生し、液体の洩れ原因となる場合がある。冷却管１０は２本に限定されるものではなく、例えば、注出口及びキャップ５側に３本、該側と反対側に２本というように複数配置してもよい。
【００１７】
紙容器１の上方には紙容器頂部加熱装置のヒーターチャンバー部２０が備えられ、図示しない紙容器頂部加熱装置本体により、紙容器１の頂部１ｂに被さるように下降動作し、また、離脱すべく上昇動作するよう構成されている。
【００１８】
次に図３を用いて紙容器頂部加熱装置及び冷却方法をさらに詳しく説明する。図３に示すように紙容器頂部加熱装置のヒーターチャンバー部２０が下降しトップシール部４に対応した形状を有するトップシール部４の外側を加熱する屈曲加熱部（サイドチャンバー）２１、２１とトップシール部４の内側を加熱する内周加熱部（センターチャンバー）２２との間にトップシール部４を臨ませながら、紙容器１の頂部１ｂに被さる。そして図示しないが装置本体内の熱風供給部より供給される所定温度に加熱された空気を多数の熱風噴射小孔より図に実線の矢印で示す如くトップシール部４の接合すべき所定部位に向けて熱風を噴射させ紙容器１の内面及び外面に有するヒートシール性樹脂層を溶融させる。この際、トップシール部４の前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側面は、それぞれ２本の冷却管１０と接触して冷却されていることにより、温度上昇を抑制することができ、ヒートシール性樹脂層の溶融が防げるものである。なお、ヒーターチャンバー部２０は、屈曲加熱部（サイドチャンバー）２１、２１、内周加熱部（センターチャンバー）２２及び該部の熱風の影響が他の部位に及ばないようにしたカバーからなり、カバーにはヒーターチャンバー部が下降したときに冷却管１０に接触しないように切り欠きが設けられている。
【００１９】
トップシール部４が加熱された紙容器１は、紙容器頂部加熱装置から二次くせ折り装置を経て頂部１ｂをくせ折りされた形にガイドで絞り込みながら紙容器頂部シール装置へ搬送される。搬送された紙容器１のトップシール部４は、紙容器頂部シール装置に備えられたシールジョー３０、３０が加圧されることによりスイングしてトップシール部４の接合をしない外側からトップシール部４をクランプして加圧することにより、接合される。その後、加圧が解かれてシールジョー３０、３０が、図示した矢印の方向にスイングしてトップシール部４から離脱する。トップシール部４の外側は、冷却管１０により冷却されているためにヒートシール性樹脂層の溶融もなく、シールジョー３０、３０にヒートシール性樹脂層が密着することもなく、而してトップシール部４の紙剥けの発生しない良好な外観の紙容器が得られる。なお、トップシール部４の前記ゲーベルトップ型紙容器の頂部が開口した状態で、前記頂部折り曲げ線３を有しない一対の頂部の外側面に印刷やコーティングにより、インキやコーティング剤により離型層を設けて紙剥けを防止する方法もあるが材料コストがかかり得策ではなく、本発明の紙容器トップシール部冷却装置によれば、紙容器のコストアップのない高品質の紙容器が提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる冷却装置を含む紙容器頂部加熱装置を示す正面図である。
【図２】図１の部分側面図である。
【図３】図１の上方から見た概略説明図である。
【図４】紙容器のトップシール部が加圧接合される状態を示す説明図である。
【図５】従来の紙容器組立前における胴貼りされ、起凾された状態を示す斜視図である。
【図６】従来の紙容器の組立完成前における紙容器頂部加熱前の紙容器頂部くせ折り装置でくせ折りした状態を示す頂部の斜視図である。
【図７】従来の紙容器を例示する全体斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１            紙容器
１ａ          底部
１ｂ          頂部
２            底部折り曲げ線
３            頂部折り曲げ線
３’          トップシール部の折り曲げ線
４            トップシール部
５            注出口及びキャップ
１０          冷却管
２０          ヒーターチャンバー部
２１          屈曲加熱部（サイドチャンバー）
２２          内周加熱部（センターチャンバー）
３０          シールジョー
【図１】
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【図２】
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【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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