(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ブランクが、水平スコア線によって区画されている胴部構成部および底部構成部を有しており、底部構成部の加熱すべき領域を加熱する容器底部ヒートシール用加熱装置であって、底部構成部と相対するように熱風噴出ノズルが配置され、底部構成部および熱風噴出ノズルが接近・離隔しうるように底部構成部および熱風噴出ノズルの少なくともいずれか一方が移動自在であり、熱風噴出ノズルが、複数の噴孔を有しており、接近時の熱風噴出ノズルの同噴孔が、同領域内の複数か所に向けられるようになされている容器底部ヒートシール用加熱装置において、
熱風噴出ノズルの噴孔のうち、接近時に同領域のブランク先端に近い部分に向けられる噴孔より、接近時に同領域の水平スコア線に近い部分に向けられる噴孔の開口度が大きいことを特徴とする容器底部ヒートシール用加熱装置。
【請求項２】
熱風噴出ノズルが、接近時に容器底部構成用端部内面と相対させられる横断面輪郭四角形をなす４つの側壁を有するブランク内面加熱用熱風噴出ノズルを有しており、噴孔が、ブランク内面加熱用熱風噴出ノズルの４つの側壁の隣り合うもの同しのなす４つの稜線上に各稜線上において１列に並んだ容器底部構成用端部四隅加熱用噴孔を有しており、各稜線上における容器底部構成用端部四隅加熱用噴孔のうち、接近時に同領域のブランク先端から最も遠い部分に向けられる噴孔が、対応する稜線に対し、斜め下に向けられている請求項１記載の容器底部ヒートシール用加熱装置。
【請求項３】
容器底部構成用端部が、順次連なる４つの略四角形状第１〜第４底壁パネルおよび第４底壁パネルの自由縁部に連なりかつ第１底壁パネルの内面に張付けられている第５底壁パネルによって構成されており、ブランク内面加熱用熱風噴出ノズルの噴孔のうち、第５底壁パネルおよび／またはこれにそう第１底壁パネルの帯状部分を加熱する噴孔の開口度が、他の部分を加熱する噴孔の開口度より大きい請求項２記載の容器底部ヒートシール用加熱装置。
【請求項４】
熱風噴出ノズルが、接近時に容器底部構成用端部外面と相対させられる横断面輪郭四角形をなす４つの側壁を有するブランク外面加熱用熱風噴出ノズルを有しており、ブランク外面加熱用熱風噴出ノズルが、第５底壁パネルにそう第１底壁パネルの帯状部分を加熱する噴孔を有している請求項３記載の容器底部ヒートシール用加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、角筒状ブランクの容器底部となるべき端部を平坦に折畳んでヒートシールする際に用いられる容器底部ヒートシール用加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来装置としては、間欠駆動容器底部成形用マンドレルにはめ被せられた角筒状ブランクの加熱すべき領域を有する容器底部構成用端部と相対しかつ同ブランクの軸線上を同端部に対し接近・離隔する方向に移動しうるように配置された熱風噴出ノズルを有しており、熱風噴出ノズルが、複数の噴孔を有しており、接近時の熱風噴出ノズルの同噴孔が、同領域内の全体に均一的に散在させられた複数か所に向けられるようになされているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置おいて、熱風によるブランクの加熱状態は、ブランクの端部とノズルの相対する時間に左右され、その相対する時間が長ければ長いほど加熱は進行する。ノズルがブランクの端部に進入させられる過程において、ノズルは、まず、ブランクの先端に近い部分と相対し、その部分から順次奥まった部分にかけて相対していくことになる。したがって、ブランクとノズルが相対する時間はブランクの先端に近い部分では比較的長く、その奥まった部分では比較的短い。そのため、前者の部分では加熱過剰となり、後者の部分では加熱不足になりがちであり、ブランクの加熱すべき部分全体を均一に加熱することが困難であった。
【０００４】
加熱過剰であると、容器素材表面のポリエチレンが高温により消失してしまい、ピンホールが発生した。特に、アルミニウム箔を含む容器素材の場合、アルミニウム箔が大きく膨れあがり、ピンホールが発生しやすかった。
【０００５】
また、ブランクの端部内面四隅の部分や板状容器素材を角筒状ブランクにするために容器素材を重ね合わせた容器素材２倍厚の部分は加熱不足になりがちであり、擬似接着が発生しやすかった。加熱不足の部分を充分に加熱しようとすれば、加熱過剰の部分の加熱過剰が一層助長されることとなった。
【０００６】
この発明の目的は、上記問題点を解決し、ブランクの加熱すべき部分全体を均一に加熱することができる容器底部ヒートシール用加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による容器底部ヒートシール用加熱装置は、筒状ブランクの加熱すべき領域を有する容器底部構成用端部と相対するように熱風噴出ノズルが配置され、同端部および熱風噴出ノズルが接近・離隔しうるように同端部および熱風噴出ノズルの少なくともいずれか一方が移動自在であり、熱風噴出ノズルが、複数の噴孔を有しており、接近時の熱風噴出ノズルの同噴孔が、同領域内の複数か所に向けられるようになされている容器底部ヒートシール用加熱装置において、熱風噴出ノズルの噴孔のうち、接近時に同領域のブランク先端に近い部分に向けられる噴孔より、接近時に同領域のブランク先端から遠い部分に向けられる噴孔の開口度が大きいことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明による容器底部ヒートシール用加熱装置では、熱風噴出ノズルの噴孔のうち、接近時に同領域のブランク先端に近い部分に向けられる噴孔より、接近時に同領域のブランク先端から遠い部分に向けられる噴孔の開口度が大きいから、ブランクとノズルが相対する時間が比較的短いブランクの奥まった部分に比較的大量の熱風が吹付けられる。したがって、ブランクの加熱すべき部分全体を均一に加熱することができる。
【０００９】
さらに、熱風噴出ノズルが、接近時に容器底部構成用端部内面と相対させられる横断面輪郭四角形をなす４つの側壁を有するブランク内面加熱用熱風噴出ノズルを有しており、噴孔が、ブランク内面加熱用熱風噴出ノズルの４つの側壁の隣り合うもの同しのなす４つの稜線上に各稜線上において１列に並んだ容器底部構成用端部四隅加熱用噴孔を有しており、各稜線上における容器底部構成用端部四隅加熱用噴孔のうち、接近時に同領域のブランク先端から最も遠い部分に向けられる噴孔が、対応する稜線に対し、斜め下に向けられていると、容器底部構成用端部内面四隅の最も奥まった部分を効果的に加熱することができる。
【００１０】
また、容器底部構成用端部が、順次連なる４つの略四角形状第１〜第４底壁パネルおよび第４底壁パネルの自由縁部に連なりかつ第１底壁パネルの内面に張付けられている第５底壁パネルによって構成されており、ブランク内面加熱用熱風噴出ノズルの噴孔のうち、第５底壁パネルおよび／またはこれにそう第１底壁パネルの帯状部分を加熱する噴孔の開口度が、他の部分を加熱する噴孔の開口度より大きいと、第５底壁パネルおよび／またはこれにそう第１底壁パネルの帯状部分を効果的に加熱することができる。
【００１１】
また、熱風噴出ノズルが、接近時に容器底部構成用端部外面と相対させられる横断面輪郭四角形をなす４つの側壁を有するブランク外面加熱用熱風噴出ノズルを有しており、ブランク外面加熱用熱風噴出ノズルが、第５底壁パネルにそう第１底壁パネルの帯状部分を加熱する噴孔を有していると、第５底壁パネルにそう第１底壁パネルの帯状部分を、容器外面側からも加熱することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１３】
図６に、ブランクの内面側から見た展開図が示され、図７に、ブランクの外面側から見た展開図が示されている。
【００１４】
ブランク11は、水平スコア線12によって区画されている胴部構成部13および底部構成部14を有している。
【００１５】
図６において、底部構成部14は、左から右に順次連なっている４つの略方形状第１〜第４底壁パネル21〜24と、第４底壁パネル24の右縁に連なっている帯状第５底壁パネル25とを有している。
【００１６】
第２底壁パネル22および第４底壁パネル24には折目形成用逆Ｖ字状スコア線26，27がそれぞれ形成されている。一方、第１底壁パネル21および第３底壁パネル23には、逆Ｖ字状スコア線26，27と同一形状の逆Ｖ字状仮想線28，29がそれぞれ示されている。鎖線ハッチングで示すように、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24のスコア線26，27より上側の部分31，32と、第１底壁パネル21および第３底壁パネル23の仮想線28，29より上側の部分33，34とが加熱されるべき領域である。
【００１７】
第１〜第５底壁パネル21〜25を通じて、これらの高さの中程に水平仮想線35が示されているが、加熱されるべき領域31〜34のうち、水平仮想線35より下側の部分が難加熱領域36であり、水平仮想線35より上側の部分が易加熱領域37である。
ブランク11は、あらかじめ、角筒状に成形される（図８参照）。成形時において、第５底壁パネル25の外面が第１底壁パネル21の内面左縁にヒートシールされる。ヒートシール時には、第１底壁パネル21の内面左縁の帯状部分が加熱される。加熱される帯状部分は、垂直仮想線38より左側の部分であり、第５底壁パネル25の幅のほぼ２倍の幅をもっている。ヒートシールの後、帯状部分のうち、左半分は第５底壁パネル25を重ねてシールしたシール部41を形成するが、右半分は露出したままの非シール部42となる。ヒートシール時の加熱により、非シール部42の表面にあったポリエチレン層は融解させられるが、その後、冷却させられることにより、融解ポリエチレンは固化してポリエチレン層を再生する。再生ポリエチレン層は、再生前のポリエチレン層と比較して、シール力が低下するため、ヒートシール時に、再生ポリエチレン層には充分熱を加える必要がある。実線ハッチングで示すように、非シール部42のうちでも、難加熱領域36に含まれる奥の部分には特別の配慮が必要である。この部分を第１加熱強化部43と称することにする。また、シール部41と非シール部42の境界には、第５底壁パネル25の厚みに相当する段差があるため、段差の部分から液漏れを生じ易い。これを防止するために、クロスハッチングで示すように、第１加熱強化部43に隣接する第５底壁パネル25内面を積極的に加熱してそこにあるポリエチレン層を溶融させ、溶融ポリエチレンをその段差の部分に流し込むようにすればよい。第１加熱強化部43に隣接する部分を第２加熱強化部44と称する。
【００１８】
一方、ブランク11の外面側は、図７にハッチングを施して示すように、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の全体の部分45，46と、第３底壁パネル23の易加熱領域37に含まれる部分47とが加熱されるべき部分である。さらに、第１底壁パネル21においては、ブランク内面側の第１加熱強化部43の丁度反対側にあたる部分も特別に加熱されるべき第３加熱強化部48である。これは、第１加熱強化部43の加熱がブランク内面側からの加熱だけでは十分ではないため、これをブランク外面側から助長するためである。
【００１９】
図１を参照すると、容器搬送コンベヤ51の搬送経路上方に配置されかつ６つの放射状マンドレル52を有する反時計方向間欠駆動ロータ53と、６つのマンドレル停止位置に順次配置されているブランクフィーダ54、一次加熱ヒータ55、二次加熱ヒータ56、ブレーカ57、プレス58および移替装置59とが示されている。
【００２０】
フィーダ54により、マンドレル52に角筒状ブランク11がその底部構成部14をマンドレル52から突出させるようにはめ被せられる。マンドレル52にはめ被せられたブランク11は、その第４底壁パネル24を回転方向下流側に向けている。一次加熱ヒータ55および二次加熱ヒータ56により、底部構成部14の加熱すべき部分が順次加熱される。ブレーカ57のところへブランク11が送られてくると、ブレーカ57によりブランク11がつぎのように折畳まれる。
【００２１】
角筒状に成形されたブランク11は、図８に示すように、最初に、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24がそれぞれ内向きに折り畳まれ、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24のそれぞれにおいて、スコア線26，27より下側の三角形部分の上に、スコア線26，27より上側の２つの三角形部分が重ね合わされる。ついで、第１底壁パネル21および第３底壁パネル23がそれぞれ内向きに折曲げられ、折り畳まれた第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の上に、第１底壁パネル21が第３底壁パネル23の上側になるように重ねられる。
【００２２】
底部構成部14全体を折畳まれたブランク11は、プレス58へ送られ、最終的に、底部構成部14が内外からプレスされることにより、底部構成部14が平坦に形成される。平坦に形成された底部構成部14において、第５底壁パネル25の段差の両側に広がる第１〜第３加熱強化部43，44，48の下側には、第４底壁パネル24の２つ折りにされたブランク２倍厚の三角形部分が延在させられている。
【００２３】
一次加熱ヒータ55および二次加熱ヒータ56は、同一構造のものである。以下、一次加熱ヒータ55についてのみ説明する。
【００２４】
一次加熱ヒータ55は、対応する停止ステーションで停止させられたマンドレル52の軸線上に移動自在に支持されているヒータ本体61と、同マンドレル52の端面と相対して同端面に対し接近・離隔しうるようにヒータ本体61に取付けられている熱風ノズル62とを備えている。
【００２５】
熱風ノズル62は、図２に詳しく示すように、有底角筒状ブランク内面加熱用熱風ノズル71と、ブランク内面加熱用熱風ノズル71を所定間隔をおいて取り囲んでいる中空環状ブランク外面加熱用熱風ノズル72とを有している。
【００２６】
ブランク内面加熱用熱風ノズル71は、４つの第１〜第４側壁81〜84および底壁85を有している。これらの側壁81〜84は、熱風ノズル62がマンドレル端面に接近させられたときに、そのマンドレル52にはめ被せられたブランク11の底部構成部14の４つの底壁パネル21〜24とそれぞれ相対させられる（第１底壁パネル21には第５底壁パネル25が重ね合わされている）。
【００２７】
第１〜第４側壁81〜84には噴孔がそれぞれ形成されているが、これについて、詳しく説明する。
【００２８】
図３は、第１〜第４側壁81〜84を外面側（ブランク外面加熱用熱風ノズル72のある側）から見て展開したものである。第１〜第４側壁81〜84は、底部構成部14の第１〜第４底壁パネル21〜24とそれぞれ対応させられる。図３において、第１〜第４側壁81〜84が右から左に順次並んでいる。また、図３においては、分かりやすくするために、ブランク11を内面側から見た展開図が想像線で重ね合わせて示している。
【００２９】
ブランク内面の加熱すべき領域31〜34と第１〜第４側壁81〜84の噴孔を形成した領域91〜94は、一致させられている。さらに、ブランク内面の難加熱領域36および易加熱領域37とそれぞれ対応するように強加熱領域95および弱加熱領域96が設定されている。また、ブランク第１側壁21における第１加熱強化部43および第２加熱強化部44と対応して、特別加熱領域97が設定されている。強加熱領域95に第１噴孔101 が、弱加熱領域96に第２噴孔102 が、特別加熱領域97に第３噴孔103 がそれぞれ千鳥状に形成されている。第１噴孔101 および第２噴孔102 の配列ピッチは同一であるが、第１噴孔101 の径が第２噴孔102 の径より大であり、これにより、強加熱領域95の第１噴孔101 の開口度が弱加熱領域96の第２噴孔102 の開口度より大となっている。第１噴孔101 の径と第３噴孔103 の径は、同じであるが、第１噴孔101 の配列ピッチより第３噴孔103 の配列ピッチが小であり、これにより、強加熱領域95の第１噴孔101 の開口度より特別加熱領域97の第３噴孔103 の開口度が大となっている。
【００３０】
さらに、第１〜第４側壁81〜84の隣り合うもの同しの稜線には第４噴孔104 が一列に並んで形成されている。
【００３１】
図４は、ブランク内面加熱用熱風ノズル71の底壁85の部分を示すものである。ノズル側壁81〜84の厚みより底壁85の厚みが大きく形成されている。底壁85の角には下斜め向きの面取り105 が施され、この面取り部105 に最下位の第４噴孔104 が稜線に対し斜め下向きとなるように形成されている。この最下位の第４噴孔104 を除く他の第４噴孔104 は稜線に対し直交させられている。
【００３２】
ブランク外面加熱用ノズル72は、ブランク内面加熱用熱風ノズル71の第１〜第４側壁81〜84と対応する４つの第１〜第４内側壁111 〜114 を有している。
【００３３】
図５に、第１〜第４内側壁111 〜114 を外側（ノズル72の中空内部側）から見て展開したものが示されている。底部構成部14の第１〜第４底壁パネル21〜24とそれぞれ対応させられる第１〜第４内側壁111 〜114 が右から左に順次並んでいる。また、ブランク内面加熱用熱風ノズル71の場合と同様に、ブランク11を外面側から見た展開図が図５に想像線で重ね合わされている。
【００３４】
第２〜第４内側壁112 〜114 の噴孔を形成した領域121 〜123 は、ブランク外面の加熱すべき領域45〜47と一致させられている。そして、ブランク外面の難加熱領域36および易加熱領域37とそれぞれ対応するように強加熱領域125 および弱加熱領域126 が設定されている。さらに、強加熱領域125 内のほぼ下半分には特別強加熱領域127 が設定されている。ブランク第１側壁21外面の第３加熱強化部48と対応する特別加熱領域128 が設定されている。特別強加熱領域127 に第１噴孔131 が、特別強加熱領域127 を除いた強加熱領域125 に第２噴孔132 が、弱加熱領域126 に第３噴孔133 が、特別加熱領域128 に第４噴孔134 がそれぞれ千鳥状に形成されている。第１〜第３噴孔131 〜133 の配列ピッチは同じであるが、それぞれの噴孔径は、第１噴孔131 、第２噴孔132 および第３噴孔133 の順に小さくなっている。その結果、噴孔開口度が特別強加熱領域127 、特別強加熱領域127 を除く強加熱領域125 および弱加熱領域126 の順に大きくなっている。第４噴孔134 の配列ピッチおよび径は、第２噴孔132 のそれと同じである。
【００３５】
ブランク11の底部構成部14内面の加熱に際し、底部構成部14内に対しブランク内面加熱用ノズル71が進退させられる。この間に、ブランク内面加熱用ノズルの噴孔101 〜104 からは熱風が連続的に噴出されている。第１噴孔101 の熱風噴出量が第２噴孔102 の熱風噴出量よりも多くなっている。ノズル71の進退の間に、底部構成部14内面の先端に近い部分ほど熱風にさらされる時間は長く、底部構成部14内面の先端から遠い近い部分ほど熱風にさらされる時間は短いが、主として、前者の部分には第２噴孔102 から少量の熱風が吹付けられ、後者の部分には第１噴孔101 から多量の熱風が吹付けられる。その結果、底部構成部14内面全体がほぼ均一に加熱される。
【００３６】
また、ノズル71の進退にともない、第３噴孔103 により、第１加熱強化部43に対応する第１底壁パネル21内面の第５底壁パネル25にそう帯状部分と、第２加熱強化部44に対応する第５底壁パネル25の内面とがそれぞれ加熱される。さらに、第４噴孔104 により、底部構成部14内面の４隅の部分が加熱されるが、底部構成部14にノズル71が最も奥まで進入させられたときに、最下位の第４噴孔104 により、同４隅のノズル71の届かない一層奥の部分まで加熱される。
【００３７】
一方、ブランク外面加熱用ノズル72からは、第１〜第３噴孔131 〜133 に対応して、大、中および小の量の熱風が噴出される。これらの異なる量の熱風により、底部構成部14の内面の場合と同様に、底部構成部14外面の全体が均一に加熱される。さらに、第４噴孔134 により、第３加熱強化部48に対応する第１底壁パネル21外面の第５底壁パネル25にそう帯状部分が加熱される。
【００３８】
上記において、一次加熱ヒータ55および二次加熱ヒータ56は、同一構造のものであるが、例えば、噴孔の配列パターンを異にする一次加熱ヒータ55および二次加熱ヒータ56を用いても良い。
【００３９】
上記において、ブランクに対し熱風噴出ノズルが移動するようになっているが、逆に、熱風噴出ノズルを固定し、ブランクをはめ被せたマンドレルをその軸方向に移動させて熱風噴出ノズルに接近・離隔させる構造としてもよい。
【００４０】
さらに、開口度は、発明の実施の形態に記載の一例に限らず、噴孔径、配列ピッチを適宜変更することによって調整することができるが、試行錯誤の結果、発明の実施の形態に記載されているように構成することが好ましい。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、ブランクとノズルが相対する時間が比較的短いブランクの奥まった部分に比較的大量の熱風が吹付けられるから、ブランクの加熱すべき部分全体を均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容器底部ヒートシール用加熱装置を含む包装機械の側面図である。
【図２】同加熱装置の熱風噴出ノズルの一部切欠斜視図である。
【図３】同熱風噴出ノズルのブランク内面加熱用ノズルの側面展開図である。
【図４】図２のIIーII線にそう断面図である。
【図５】同熱風噴出ノズルのブランク外面加熱用ノズルの側面展開図である。
【図６】ブランクの内面側展開図である。
【図７】ブランクの外面側展開図である。
【図８】角筒状に成形されたブランクの斜視図である。
【図９】底部を閉じたブランクの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
11  ブランク
14  ブランク底部構成部
52  マンドレル
62  ノズル
36  難加熱領域
37  易加熱領域
101〜104 噴孔
131〜134 噴孔
【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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【図８】
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【図９】
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