JP4574584B2

JP4574584B2 - 紙容器用縦シール接着機構

Info

Publication number: JP4574584B2
Application number: JP2006097565A
Authority: JP
Inventors: 茂和宮川
Original assignee: Nippon Paper Pak Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Pak Co Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007269365A

Description

本発明は、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を表裏両面の最外層とする帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせ、該長手方向両縁部をシール（縦シール）して包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される紙容器の製造において使用する、紙容器用縦シール接着機構に関する。

従来、アセプティックタイプと呼ばれる、牛乳、清涼飲料水、茶等の液体食品を内容物とする紙容器は、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせ、連続的に縦シールして包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される。

例えば、このようなアセプティックタイプの紙容器の成形充填機である四国化工機製アセプティック充填機「ＵＰ−ＦＵＪＩ」では、図３で示すように、帯状の包装材１は巻取りロール２の状態で成形充填機にセットされ、成形充填機内に繰り出されて、各種ガイドローラ３により案内されながら成形充填機内を搬送され、その長手方向の一方の縁部１ａの裏面がヒータ４で加熱された後、この縁部１ａの裏面に縦シールテープ繰り出し装置５から繰り出された縦シールテープ６のほぼ半幅が重ね合わせられ、一対の圧着ローラ７に挟圧されることにより、縦シールテープ６とヒートシールされる。

このようにして長手方向の一方の縁部１ａに縦シールテープ６が融着された包装材１は、次いで、殺菌液槽８を経て、無菌チャンバー９内に入り、再び各種ガイドローラ３により案内されて、包材チューブ成形工程に至る。

ここで包装材１は、成形用フォーミングローラ１０によって徐々に湾曲させられ、その長手方向の他方の縁部１ｂ（縦シールテープ６が貼り付けられていない方の縁部）の裏面と、一方の縁部１ａ（縦シールテープ６が貼り付けられている方の縁部）の表面とが重ね合わせられてチューブ状に成形され、次いで、縦シール接着機構１１により該一方の縁部１ａと他方の縁部１ｂが縦シールされ包材チューブ１２が成形される。

縦シール接着機構１１は、図３、４に示すように、ヒータ１３とチューブ状に成形された包装材１の外側に配置されたカウンターローラ１４と充填パイプ１５に板バネ１６を介して取り付けられてチューブ状に成形された包装材１の内側に配置されたプレッシャーローラ１７とを備えており、チューブ状に成形された包装材１の長手方向の他方の縁部１ｂの裏面がヒータ１３により加熱され、次いで、該他方の縁部１ｂの裏面と一方の縁部１ａの表面との重ね合せ部分が、チューブ状に成形された包装材１の外側に配置されたカウンターローラ１４と充填パイプ１５に板バネ１６を介して取り付けられてチューブ状に成形された包装材１の内側に配置されたプレッシャーローラ１７とで挟圧されて、チューブ状に成形された包装材１の他方の縁部１ｂ裏面と一方の縁部１ａ表面との間、及び、他方の縁部１ｂ裏面と一方の縁部１ａ裏面に幅方向１／２程度が突出するようにして貼り付けられた上記縦シールテープ６との間で、連続的にヒートシールによる縦シールが行われるようになっている。

このようにして成形された包材チューブ１２は、充填パイプ１５にて内容物が充填され、次いで、横シール工程にて上下方向に一定間隔で横シールされて密封され、横シール部１８の中間で切断されて、枕状の個々の包装体１９に分離され、最終工程でこの包装体１９がブリック状に成形されて紙容器２０として完成する(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００４−２９２０２９号公報

しかし、上記包材チューブ１２の縦シールが不十分であると、シール不良が発生し、完成した紙容器２０において、内容物の漏れや紙容器２０内への細菌の侵入による内容物腐敗が起こるといった問題がある。特に、上記縦シール接着機構１１を構成する要素のうちプレッシャーローラ１７は、板バネ１６を介して充填パイプ１５に取付けられており、この充填パイプ１５自体も上部で固定されているだけであるため、カウンターローラ１４からの圧力は、板バネ１６及び／又は充填パイプ１５の撓みにより吸収されてしまう。従って、このカウンターローラ１４とプレッシャーローラ１７とによる挟圧力を、縦シール部に十分にかつ安定的に加えることは難しく、縦シールが不十分になるおそれがあった。

また、上記縦シール部に加えられる挟圧力は、板バネ１６の反発力に依存するため、その調整が難しい。従って、縦シールを十分に行うため、縦シール部に十分な挟圧力が加わるよう反発力の強い板バネ１６を使用した場合や、ヒータ１３による加熱温度の設定を高くしすぎた場合には、長時間の運転によって、プレッシャーローラ１７の表面に、包材チューブ１２の内側最外層（包装材１の裏面最外層）の熱融着性合成樹脂が貼り付いて剥ぎ取られてしまうことがあった。このように、プレッシャーローラ１７の表面に包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂が貼り付き、剥ぎ取られてしまうと、包装材１を傷めるばかりではなく、貼り付いた熱融着性合成樹脂の塊により、プレッシャーローラ１７の表面に形状も硬度も不均一な凹凸が生じるため、プレッシャーローラ１７により縦シール部に加えられる圧力は不安定になって、重大なシール不良を引き起こし、上記した内容物の漏れや紙容器２０内への細菌の侵入による内容物腐敗が起こり、ひいては、プレッシャーローラ１７の交換や成形充填機の再滅菌が必要な事態も生じさせる。

本発明は、上記従来技術が有する問題点に鑑み、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする、帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせ、連続的に縦シールして包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される、紙容器の製造工程に使用する紙容器用縦シール接着機構において、縦シール部に十分な挟圧力を安定的に加えることができ、良好な縦シールが得られる紙容器用縦シール接着機構を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記紙容器用縦シール接着機構において、縦シール部に常に適正な挟圧力を加えることができ、長時間の運転によっても、プレッシャーローラ表面に、包材チューブの内側最外層の熱融着性合成樹脂が貼り付いたり、剥ぎ取られたりすることのない、紙容器用縦シール接着機構を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせてチューブ状に成形し、該チューブ状に成形した包装材の長手方向両縁部をシールして包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される、紙容器の製造工程において使用する、上記長手方向両縁部をシールするための１対のプレッシャーローラとカウンターローラを備えた、紙容器用縦シール接着機構であって、前記プレッシャーローラは充填パイプに固定されたプレッシャーローラ取付部材に取り付けられ、更に、このプレッシャーローラと背中合わせの位置になるようにバックアップローラが前記充填パイプに固定されたバックアップローラ取付部材に取り付けられ、且つ、チューブ状に成形した包装材の外側に前記バックアップローラと対向し前記チューブ状の包装材を挟んで前記バックアップローラと当接する支持部材が配置されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の、前記支持部材は、最終成形用フォーミングローラの１つのローラ子であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせてチューブ状に成形し、該チューブ状に成形した包装材の長手方向両縁部をシールして包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される、紙容器の製造工程において使用する、上記長手方向両縁部をシールするための１対のプレッシャーローラとカウンターローラを備えた、紙容器用縦シール接着機構であって、前記プレッシャーローラは充填パイプに固定されたプレッシャーローラ取付部材に取り付けられ、更に、このプレッシャーローラと背中合わせの位置になるようにバックアップローラが前記充填パイプに固定されたバックアップローラ取付部材に取り付けられ、且つ、チューブ状に成形した包装材の外側に前記バックアップローラと対向し前記チューブ状の包装材を挟んで前記バックアップローラと当接する支持部材が配置されているので、カウンターローラがプレッシャーローラに圧接することにより充填パイプに加わる圧力は、支持部材に当接しているバックアップローラによって受けられることになり、これにより充填パイプの撓みが防止されるので、縦シール部にカウンターローラとプレッシャーローラとによる十分な挟圧力を安定的に加えることができ、良好な縦シールを得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の、前記支持部材は、最終成形用フォーミングローラの１つのローラ子であるので、支持部材を独立して設ける必要がなく、その分構成が簡単となり、紙容器用縦シール接着機構の小型化が図れる。

以下、本発明に係る紙容器用縦シール接着機構を実施するための最良の形態における一例を図１、図２を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る紙容器用縦シール接着機構を示す一部省略縦断面図、図２は図１の一部省略横断面図である。なお、これらの図において前述した図３、図４と対応する部分には、同一符合を付して示している。

本例の縦シール接着機構１１では、プレッシャーローラ１７は、充填パイプ１５に溶接或いはビス等により固定されたプレッシャーローラ取付部材２１に取付けられている。前記プレッシャーローラ１７にあっては、本例では、図示しないが、内部に冷却水を流すことができるようになっており、この冷却水により、プレッシャーローラ１７の表面は冷却されるようになっている。

また、プレッシャーローラ１７と背中合わせの位置、即ち、このプレッシャーローラ１７と充填パイプ１５を挟んでほぼ１８０°反対側に、バックアップローラ２２が、充填パイプ１５に溶接或いはビス等により固定されたバックアップローラ取付部材２３に取付けられ、且つ、チューブ状に成形された包装材１の外側にこのバックアップローラ２２と対向しチューブ状の包装材１を挟んでこれと当接する支持部材２４が配置されている。

支持部材２４としては、ローラであることが好ましく、また、支持部材２４の取付手段にあっては特に限定されず、例えば、別途成形充填機の架台に固定した取付部材によって、この支持部材２４を取り付けることができる。

本例では、支持部材２４として、最終成形用フォーミングローラ１０Ａの１つのローラ子２５を利用し、ローラ子２５が前記バックアップローラ２２と対向する位置となるように配置している。

また、プレッシャーローラ１７に圧接するカウンターローラ１４は、成形充填機の架台２６に回動可能に設けられた取付部材２７に取り付けられており、駆動部２８の駆動によりプレッシャーローラ１７方向に回動して、プレッシャーローラ１７に所定の圧力で当接するようになっている。駆動部２８としては、本例ではエアシリンダが使用されている。

上記の様に構成された縦シール接着機構１１によれば、プレッシャーローラ１７は充填パイプ１５に固定されたプレッシャーローラ取付部材２１に取付けられ、更に、このプレッシャーローラ１７と背中合わせの位置になるようにバックアップローラ２２が充填パイプ１５に固定されたバックアップローラ取付部材２３に取付けられ、且つ、チューブ状に成形された包装材１の外側にバックアップローラ２２と対向しチューブ状に成形された包装材１を挟んで前記バックアップローラ２２と当接する支持部材２４が配置されているので、カウンターローラ１４がプレッシャーローラ１７に圧接することにより充填パイプ１５にかかる圧力は、支持部材２４に当接しているバックアップローラ２２によって受けられることになり、これにより充填パイプ１５の撓みが防止されるので、縦シール部にカウンターローラ１４とプレッシャーローラ１７とによる十分な挟圧力を安定的に加えることができ、良好な縦シールを得ることができる。

また、上記のように、縦シール部に、カウンターローラ１４とプレッシャーローラ１７とによる挟圧力が、安定的かつ十分に加えられるので、これらのローラ１４，１７の表面をいずれも、従来用いられていたゴム等の弾性素材に限らず、金属や、テフロン（登録商標）、シリコン等の硬質プラスチックにて形成することができる。中でも、テフロン又はシリコンにて形成したローラ表面は、良好な剥離性を示すため、これらの素材でプレッシャーローラ１７の表面を形成した場合には、この表面に包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂が貼り付いたり、剥ぎ取られたりすることが防止でき、プレッシャーローラ１７による包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂の貼り付きや、剥ぎ取られが、より効果的に防止される。

また、本例では、プレッシャーローラ１７の内部に冷却水を流すことができるようになっており、この冷却水により、プレッシャーローラ１７の表面を冷却できるようになっているので、プレッシャーローラ１７の表面の冷却により、縦シール時の加熱を受けて溶融した、上記包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂を速やかに冷却することができ、これによっても、プレッシャーローラ１７の表面に包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂が貼り付いたり、剥ぎ取られたりすることが防止でき、プレッシャーローラ１７による包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂の貼り付きや、剥ぎ取られが、より効果的に防止される。また、このように包材チューブ１２の内側最外層の熱融着性合成樹脂を速やかに冷却することは、縦シール部の接着性もより良好なものとする。金属は特に熱伝導性に優れているため、冷却水によるこれらの効果は、金属性のプレッシャーローラ１７を用いると一層発揮される。従って、この場合は、プレッシャーローラ１７の表面を形成する素材として金属が好ましい。

本発明に係る紙容器用縦シール接着機構を実施するための最良の形態における一例を示す一部省略縦断面図。図１の一部省略横断面図。アセプティックタイプの紙容器の成形充填機における、各工程を示す概略図。従来の紙容器用縦シール接着機構を示す一部省略縦断面図。

符号の説明

１包装材
１ａ一方の縁部
１ｂ他方の縁部
２巻取りロール
３ガイドローラ
４ヒータ
５縦シールテープ繰り出し装置
６縦シールテープ
７圧着ローラ
８殺菌液槽
９無菌チャンバー
１０成形用フォーミングローラ
１０Ａ最終成形用フォーミングローラ
１１縦シール接着機構
１２包材チューブ
１３ヒータ
１４カウンターローラ
１５充填パイプ
１６板バネ
１７プレッシャーローラ
１８横シール部
１９包装体
２０紙容器
２１プレッシャーローラ取付部材
２２バックアップローラ
２３バックアップローラ取付部材
２４支持部材
２５ローラ子
２６架台
２７取付部材
２８駆動部

Claims

板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を前記ベース層の表裏両面の最外層とする帯状の包装材の長手方向両縁部を重ね合わせてチューブ状に成形し、該チューブ状に成形した包装材の長手方向両縁部をシールして包材チューブとした後、充填パイプにより該包材チューブ内に内容物を充填する工程を経て成形される、紙容器の製造工程において使用する、上記長手方向両縁部をシールするための１対のプレッシャーローラとカウンターローラを備えた、紙容器用縦シール接着機構であって、前記プレッシャーローラは充填パイプに固定されたプレッシャーローラ取付部材に取り付けられ、更に、このプレッシャーローラと背中合わせの位置になるようにバックアップローラが前記充填パイプに固定されたバックアップローラ取付部材に取り付けられ、且つ、チューブ状に成形した包装材の外側に前記バックアップローラと対向し前記チューブ状の包装材を挟んで前記バックアップローラと当接する支持部材が配置されていることを特徴とする紙容器用縦シール接着機構。
前記支持部材は、最終成形用フォーミングローラの１つのローラ子であることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用縦シール接着機構。