JPH0139921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓋部が熱接着された容器の製造方法お
よび装置に関し、さらに詳しくは高い生産速度で
確実に蓋部が開口端部に高周波誘導加熱により熱
接着された容器の製造方法および装置に関する。

従来例えば海苔等の吸湿性の食品類を収納する
ための容器として、例えば第１図に示されるよう
な、容器本体１の開口端部（この場合はカール
部）２に比較的薄くかつガスバリヤー性の大きい
蓋部３を内蓋として熱接着した容器４が用いられ
ている。この容器４は底の開口部５から内容品を
充填された後、底板（図示されない）とフランジ
部６を２重巻締により密封した後、ネツクイン部
７に外蓋８を挿入した状態で商品化される。使用
の場合は外蓋８を抜出した後、蓋部（内蓋）３を
引剥すか、ナイフ等で引裂くかして内容品を取り
出す。あるいは図示されないが初めより、底部を
有する金属缶、プラスチツク容器、あるいは広口
硝子びん等の容器本体に内容品を充填した後、そ
の開口端部（フランジ部、カール部、あるいは胴
壁部が比較的肉厚の場合はその開口端面部等）に
同様な蓋部（この場合は必ずしも内蓋ではない）
を熱接着した容器も広く実用されている。

この熱接着のための加熱手段として、開口端部
および／または蓋部が金属層を含む場合は、加熱
速度が大きい点で高周波誘導加熱が優れている
が、従来は定位置に設けられた１個の高周波誘導
加熱コイルにより開口端部又は蓋部を加熱した
後、開口端部に蓋部を載置、押圧して熱接着する
という方法が主として採られているため、加熱以
外に要する時間が長く、高い生産速度（すなわち
装置１台当りの毎分当りの生産個数）を得ること
が困難であつた。

本発明は以上のような従来技術の問題点の解消
を図ることを目的とするものであり、上記目的を
達成するため、本発明は容器本体の開口端部に蓋
部が熱接着された容器を製造する方法において、
該開口端部および／または該蓋部が熱接着性層よ
りなる表面を有し、かつ該開口端部および該蓋部
の少なくとも何れかが金属層を有し、該方法はウ
エブより該蓋部を打抜いて、該開口端部に対応す
る形状を有する加熱コイルを含む高周波誘導加熱
コイル装置に吸着させる工程、該高周波誘導加熱
コイル装置を移動する工程、該高周波誘導加熱コ
イル装置に吸着した蓋部と該開口端部を押圧する
工程、該加熱コイルに通電して熱接着を行なう工
程、熱接着終了後該加熱コイルを消勢する工程、
熱接着部が該熱接着性層の融点もしくは軟化点よ
り低い温度に低下した後、該押圧を解除する工程
を含むことを特徴とする蓋部が熱接着された容器
の製造方法を提供するものである。

さらに本発明は、容器本体の開口端部に蓋部を
熱接着する装置において、該装置は、該容器本体
を収納移送する複数のポケツト部を有し、間欠回
転するターレツト；該ポケツト部に設けられ、該
開口端部に対応する形状を有する加熱コイルを含
み、かつ真空吸引孔を有する高周波誘導加熱コイ
ル装置；該ポケツト部の停止する定位置に該高周
波誘導加熱コイル装置に対向して設けられた該蓋
部をウエブより打抜く装置；打抜かられた該蓋部
を該高周波誘導加熱コイル装置に接近させて吸着
させる装置；該打抜く装置の下流において該ポケ
ツト部に収納された該容器本体の該開口端部と該
蓋部を押圧する装置；高周波発振装置よりの電流
を該加熱コイルに供給するためのロータリトラン
スと、該ロータリトランスよりの電流を該加熱コ
イルに通電し、かつ該開口端部と該蓋部の熱接着
終了後該加熱コイルを消勢するスイツチ装置；も
しくは高周波発振装置に接続する固定１次コイ
ル、および該１次コイルに近接して対向しながら
公転可能な複数の２次コイルを備え、かつ該２次
コイルは対応する該加熱コイルに接続し、該１次
コイルの上流端部において該加熱コイルが通電さ
れ、下流端部において該加熱コイルが消勢される
ように構成されている回転トランス；および該消
勢後該押圧を解除する装置を備えることを特徴と
する容器本体の開口端部に蓋部を熱接着する装置
を提供するものである。

以下実施例である図面を参照しながら本発明に
ついて説明する。

第２図、第３図において、蓋部熱接着装置Ａは
ターレツト９およびウエブカツター１０を備えて
いる。ターレツト９は中心軸１１、中心軸１１に
固設された上回転盤１２および下回転盤１３を備
えており、さらに上回転盤１２は、案内板１４お
よび天板１５を備えている。案内板１４には円周
方向等間隔に複数箇（図では８個）の半円状凹部
１４ａが設けられており、また下回転盤１３の凹
部１４ａに対応する位置には案内孔１３ａが設け
られ、案内孔１３ａ内部に容器本体１の支承板１
６が上下方向摺動可能に設けられており、これら
によつて容器本体１を収納移送するためのポケツ
ト部１７が形成されている。支承板１６のシヤフ
ト１６ａの下端にはカムローラ１８が設けられて
おり、カムローラ１８が下回転盤１３の下方に周
設されたリング状カム１９のカム溝１９ａに沿つ
て転動することによつて、支承板１６は上下動す
る。ターレツト９は矢印Ｘ方向に間欠回転（例え
ばゼネバ機構により中心軸１１を駆動することに
より）し、ターレツト９が停止時に容器本体１
は、装入ステーシヨンＰにおいて図示されない装
入機構によつてポケツト部１７に装入される。支
承板１６には、容器本体１を後記の高周波誘導加
熱コイル装置２２の直下に正確に位置決め可能な
らしめるための溝１６ｂが形成されている。蓋部
３の熱接着された容器４（第１図）は、送出ステ
ーシヨンＱにおいて、図示されない送出機構によ
つてポケツト部１７から送出される。装入ステー
シヨンＰおよび送出ステーシヨンＱに位置するポ
ケツト部１７を、夫々蓋部３用のウエブ２０およ
びウエブスクラツプ２０′（ウエブカツター１０
で蓋部３を打抜かれた抜き残り部；２１は蓋部３
の打抜き孔を示す、図では１箇しか示していない
が、実際はほぼ連続して多数形成される）が通過
するので、容器本体１が装入、送出されるさい、
容器本体１がウエブ２０又はウエブスクラツプ２
０′の下方を通りうる位置まで支承板１６が低下
するように、装入、送出ステーシヨンＰ，Ｑ近傍
のカム溝１９ａの高さは低いレベルに定められて
いる。

一方容器本体１が、装入ステーシヨンＰを離れ
てから、送出ステーシヨンＱに近づくまでの間、
容器本体１の開口端部２が蓋部３を介して、各凹
部１４ａ上に固設された高周波誘導加熱コイル装
置２２と押圧状態（熱接着に適当な押圧力が確保
される程度の）になるように、当該対応する位置
のカム溝１９ａの高さは高レベルに定められてい
る。

高周波誘導加熱コイル装置２２は、開口端部３
に対応する形状を有する高周波誘導加熱コイル２
３（本明細書においては加熱コイルとよぶ）、加
熱コイル２３を冷却するための環状の冷却套２
４、高透磁率材料（例えばフエライト）よりなる
磁芯２５、薄い耐熱性弾性シート２６（例えばシ
リコンゴムよりなる）および固着具２７（非磁性
電気絶縁性であつて、比較的耐熱性と機械的強度
に優れた材料、例えば布含浸フエノール樹脂より
なる）よりなり、固着具２７は天板１５の下面に
固着されている。第４図に示すように、加熱コイ
ル２３は多数ターン（図では６ターンであるが、
実際は10ターン以上が好ましい）の薄い銅リボン
（表面に図示されない耐熱性絶縁皮膜が形成され
た）よりなるため、加熱効率が高く、１ターンの
加熱コイルの場合に比べて、非常に小さい所要電
流で熱接着温度に加熱することができ、従つて電
流の開閉に後述のような半導体スイツチング素子
（例えばSCR又はトランジスタ）を使用すること
ができるという利点を有する。さらにカレントト
ランスを必要としないという利点も有する。冷却
套２４には、中心軸１１内を貫通し、案内板１４
上を延びる導管２８を通つて冷却水が矢印方向に
環流する。磁芯２５には、ウエブ２０より打抜か
れた蓋部３を高周波誘導加熱コイル装置２２の下
面に吸着させるための真空吸引孔２９が設けられ
ている。真空吸引孔２９は電磁開閉弁３０、中心
軸１１内の導孔３１を介して、真空装置（図示さ
れない）に連通する。電磁開閉弁２９は、当該電
磁開閉弁２９に対応するポケツト部１７が送出ス
テーシヨンＱに位置して、容器４を送出した直後
に開いて真空装置（図示されない）と連通し、当
該ポケツト部１７に新たな容器本体１が装入さ
れ、その開口端部２上の蓋部３が高周波誘導加熱
コイル装置２２と押圧状態になつた後閉じ、同時
に真空吸引孔２９と外気が連通するように、図示
されないスイツチ装置（例えばリミツトスイツ
チ）によつて制御される。弾性シート２６を加熱
コイル２３の下部に貼着するのは、開口端部２に
若干の凹凸があつても、蓋部３にほぼ均一な押圧
が加わるようにして、熱接着部の気密性を確保す
るためである。

加熱コイル２３への給電は、図示されない高周
波発振装置より、ロータリトランス３２、スイツ
チ装置３３、フイーダ３４を介して行なわれる。
ロータリトランス３２は１次側が固定部３５、２
次側が回転部３６（天板１５の中央部に固設され
た）よりなつており、夫々断面Ｅ字型の磁芯（例
えばフエライトよりなる）３５ａおよび３６ａ、
ならびに磁芯の凹部内の巻線３５ｂおよび３６ｂ
よりなり、磁芯３５ａと３６ａ間の間隙は電磁給
合度を高めるため狭く定められている。また天板
１５上には高周波電流に直流に整流するコンバー
タ３７が設けられており、その直流出力はスイツ
チ装置３３に供給される。スイツチ装置３３は好
ましくはSCRもしくはトランジスタのような半
導体スイツチング素子およびタイマー（図示され
ない）を備えており、装入ステーシヨンＰとその
下流の次のポケツト部１７の停止位置Ｒの間に設
けられた近接スイツチ３８（その他のスイツチで
もよいが、特に非接触型スイツチが好ましい）に
よつてトリガーされて、好ましくはタイマーによ
つて定められた時間ｔの間閉じ、時間ｔを経過後
開くように構成されている。なお急激なON、
OFFが使用される高周波発振装置の構造上、当
該発振装置に悪影響を及ぼすおそれのある場合
は、ON、OFFを比較的緩やかに行なうことが可
能なトランジスタスイツチング回路（例えば積分
回路を有する）を用いることが好ましい。時間ｔ
は加熱コイル２３に通電後、熱接着が終了するま
での時間に等しい。ここに熱接着の終了とは蓋部
３又は開口端部２表面の熱接着部の熱融着性プラ
スチツクフイルム又は感熱性接着剤層（図示せ
ず）が、熱接着に充分な程度に溶融又は軟化した
状態をいう。高周波誘導加熱による加熱速度は極
めて大きいため、時間ｔは通常0.05〜2.0秒の範
囲内にある。

ウエブカツター１０は装入ステーシヨンＰと送
出ステーシヨンＱの間のポケツト部１７の停止位
置における上回転盤１２と下回転盤１３の間に固
設されている。ウエブカツター１０はダイ３９ａ
に固設された上刃３９と、支持体（すなわちポン
チ）４１に固設された下刃４０を有しており、そ
れらの径は本実施例では容器本体１の開口端部２
の外径にほぼ等しく定められており（若干大きく
してもよい）、また下刃４０およびその保持体４
１の位置が停止した高周波誘導加熱コイル装置２
２の直下にくるように固定盤３９ｂ上設置されて
いる。保持体４１はカムローラ４２、偏心カム４
３、駆動軸４４を介して図示されない駆動装置に
よつて上下動される。駆動装置による駆動軸４４
の回転は、中心軸１１の間欠回転運動と図示され
ない機構によつて同期され、中心軸１１の停止と
同時に（僅かに早くてもよい）支持体４１が上昇
してウエブ２０より蓋部３を打抜き、打抜かれた
蓋部３を弾性シート２６に接近、真空吸着させ、
中心軸１１の次の回転開始までに下降するように
なつている。なお支持体４１の上面の上昇時の最
適位置は弾性シート２６の僅かに下方になるよう
に偏心カム４３の寸法は定められている。ウエブ
２０およびウエブスクラツプ２０′は、夫々図示
されない送出しリールおよび巻取りリールによつ
て、中心軸１１の回転に同期して矢印Ｙ方向に送
られる。

以上の装置Ａによつて熱接着は次のようにして
行なわれる。

高周波誘導加熱が行なえるためには、開口端部
２および蓋部３（すなわちウエブ２０）の少なく
とも何れかが金属層を有していなければならな
い。また熱接着が行なえるためには開口端部２お
よび蓋部３（すなわちウエブ２０）の対向する面
の少なくとも何れかが熱融着性プラスチツクフイ
ルムもしくは感熱性接着剤層（所謂ホツトメルト
タイプ接着剤を含む）よりなつていなければなら
ない。さらにウエブ２０は通常ガスバリヤー性の
高い基層（図示せず、例えば金属箔又はエチレン
−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニリデン、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等のフイル
ム）を有している。従つて開口端部２とウエブ２
０の組合せの例を示せば、(イ)開口端部２がぶりき
のような金属よりなる場合、ウエブ２０は熱融着
性プラスチツク（例えばカルボン酸変性ポリエチ
レン）フイルムと２軸延伸ポリエチレンテレフタ
レートフイルム又はアルミニウム箔との積層体、
(ロ)開口端部２がナイロン12のような熱融着性樹脂
よりなる場合、ウエブ２０はプライマー（熱接着
力を向上させるための塗膜、例えばフエノール・
エポキシ系焼付塗膜）を塗布されたアルミニウム
箔又は鉄箔（表面処理されたものを含む）単体、
(ハ)開口端部２が硝子よりなる場合は、ウエブ２０
は感熱性接着剤（例えばエチレン−酢酸ビニル共
重合体にワツクス類と粘着性賦与剤を配合したも
の）を塗布したアルミニウム箔又は鉄箔等が挙げ
られる。

先づ中心軸１１の停止により、ポケツト部１７
がウエブカツター１０の上部に停止するとウエブ
カツター１０の保持体４１が上昇して、静止中の
ウエブ２０より蓋部３を打抜いた後、該蓋部３を
上昇させ、弾性シート２６に接近、吸着させる。
次に中心軸１１が回動し、当該ポケツト部１７が
装入ステーシヨンＰに達し、停止すると直ちに容
器本体１が当該ポケツト部１７の支承板１６上に
装入され、開口端部２は蓋部３の直下に位置す
る。次に当該ポケツト部１７が次の停止位置Ｒに
達するまでにカムローラ１６ａの上昇と共に容器
本体１も上昇して、開口端部２はその接触する蓋
３の周辺部を弾性シート２６を介して加熱コイル
２３に対して押圧する。弾性シート２６が介在す
るため、開口端部２の円周方向に沿つてほぼ均一
な所定の押圧力を加えることができる。好ましく
は該押圧直後に近接スイツチ３８が動作して（特
に蓋部３が金属層を有するときその過熱を防止す
るため）、スイツチ装置３３をトリガーして加熱
コイル２３を通電し、開口端部２および／または
蓋部３の金属層が誘電加熱される。その加熱は熱
可塑性ブラスチツクフイルム又は感熱接着剤層が
溶融又は軟化して熱接着可能状態になるまで、す
なわち熱接着終了までの所定時間ｔの間続く。所
定時間ｔ経過後、スイツチ装置３３内のタイマー
が動作して、加熱コイル２３は消勢され、加熱コ
イル２３および熱接着部は冷却套２４を環流する
冷却水によつて冷却される。そして当該ポケツト
部１７が送出ステーシヨンＱの手前のステーシヨ
ンＳをほぼ離れるまでに熱接着部の熱融着性プラ
スチツクフイルム又は感熱性接着剤層は融点又は
軟化点より低い温度に低下する。その後カムロー
ラ１６ａが下降し、前記押圧は解除され、蓋部３
が熱接着された容器４（第１図）は送出ステーシ
ヨンＱから送出させる。その間ウエブ２０は１ピ
ツチ（蓋部３の直径より僅かに大きい長さ）前進
する。なお蓋部３が金属層を有しない場合は、加
熱コイル２３の通電開始は、送出ステーシヨンＱ
を離れてから押圧直後までの適当な時期に行なわ
れても差支えない。ただしその場合には支持体４
１等の冷却を行なう必要がある場合が生ずる。

なお高周波誘導加熱コイル装置２２の加熱コイ
ル２３に給電するのに、第２図、第３図に示され
るロータリトランス３２の代りに、第６図、第７
図（第２図、第３図と同一符号の部分は同一部分
を示す）に示されるタイプの回転トランス４６を
用いてもよい。回転トランス４６は、１個の１次
コイル４７と断面Ｅ字形の磁芯（例えばフエライ
トよりなり）４８、および加熱コイル２３と等し
い数の２次コイル４９と断面Ｅ字形の磁芯（例え
ばフエライトよりなる）５０を備えている。各磁
芯５０は、ターレツト９の回転中心を中心とする
円環に沿い、互に僅かな間隙５１（漏洩磁束を少
なくするため）をおいて天板１５上に固設されて
おり、各２次コイル４９は夫々対応する加熱コイ
ル２３に接続する。円弧状の磁芯４８は加熱コイ
ル２３の通電領域に磁芯５０に近接対向して、図
示されない支持具によつて固設されている。一次
コイル４７はフイーダ５２を介して図示されない
高周波発振装置に接続され、作業中常時通電され
ている。いまターレツト９が矢印Ｘ方向に回転し
ているとき、２次巻線４９が磁芯４８の入口側４
８ａの下部に入ると、１次巻線４７を流れる電流
により磁芯４８内を通る磁束５３が磁芯５０内を
通過するため、２次巻線４９には２次電流が発生
して、当該２次巻線４９に接続する加熱コイル２
３（第６図の場合ステーシヨンＲ近傍を通過する
加熱コイル）が付勢される。そして当該２次巻線
４９が磁芯４８の出口側４８ｂを通過し終ると、
当該２次巻線と対応する加熱コイル２３は消勢さ
れる。従つてこの実施例の場合はスイツチ装置３
３を必要としないという利点を有する。

本発明の装置によれば、ターレツトに沿つて設
けられた複数の高周波誘導加熱コイル装置を間欠
移動させながら、各加熱コイル装置を用い、連続
的に容器本体の開口端部に蓋部を載置し、該蓋部
を押圧、熱接着、冷却、押圧解除することによ
り、蓋部の熱接着された容器を製造し、しかも各
工程における所要時間は極めて短かくて済む（例
えば高周波誘導加熱による熱接着終了時間は0.05
〜2.0秒）ので、毎分約100〜500缶という高い生
産速度を実現できるという効果を有する。さらに
本発明の方法によれば熱接着性層の融点もしくは
軟化点より低い温度に熱接着部が冷却してから押
圧を解除するのであるから、気密な熱接着部を確
保できるという効果を有する。また本発明の方法
は、複数個の高周波誘導加熱コイル装置を用いる
ことにより前記のような高い生産速度を実現でき
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造される容器の例の斜
視図、第２図は本発明の実施例である装置の平面
図、第３図は第２図の−線に沿う縦断面図、
第４図は第２図の−線に沿う横断面図、第５
図は第２図の−線から見た要部平面図、第６
図は本発明の他の実施例の装置の要部平面図、第
７図は第６図の−線に沿う縦断面図である。 １……容器本体、２……開口端部、３……蓋
部、４……容器、９……ターレツト、１０……ウ
エブカツター（蓋部をウエブより打抜く装置）、
１７……ポケツト部、１８……カムローラ、１９
ａ……カム溝（蓋部を押圧する装置の一部）、２
２……高周波誘導加熱コイル装置、２３……加熱
コイル、２９……真空吸引孔、３２……ロータリ
トランス、３３……スイツチ装置、４６……回転
トランス、４７……１次コイル、４９……２次コ
イル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器本体の開口端部に蓋部が熱接着された容
   器を製造する方法において、該開口端部および／
   または該蓋部が熱接着性層よりなる表面を有し、
   かつ該開口端部および該蓋部の少なくとも何れか
   が金属層を有し、該方法はウエブより該蓋部を打
   抜いて、該開口端部に対応する形状を有する加熱
   コイルを含む高周波誘導加熱コイル装置に吸着さ
   せる工程、該高周波誘導加熱コイル装置を移動す
   る工程、該高周波誘導加熱コイル装置に吸着した
   蓋部と該開口端部を押圧する工程、該加熱コイル
   に通電して熱接着を行なう工程、熱接着終了後該
   加熱コイルを消勢する工程、熱接着部が該熱接着
   性層の融点もしくは軟化点より低い温度に低下し
   た後、該押圧を解除する工程を含むことを特徴と
   する蓋部が熱接着された容器の製造方法。 ２ 容器本体の開口端部に蓋部を熱接着する装置
   において、該装置は、該容器本体を収納移送する
   複数のポケツト部を有し、間欠回転するターレツ
   ト；該ポケツト部に設けられ、該開口端部に対応
   する形状を有する加熱コイルを含み、かつ真空吸
   引孔を有する高周波誘導加熱コイル装置；該ポケ
   ツト部の停止する定位置に該高周波誘導加熱コイ
   ル装置に対向して設けられた該蓋部をウエブより
   打抜く装置；打抜かられた該蓋部を該高周波誘導
   加熱コイル装置に接近させて吸着させる装置；該
   打抜く装置の下流において該ポケツト部に収納さ
   れた該容器本体の該開口端部と該蓋部を押圧する
   装置；高周波発振装置よりの電流を該加熱コイル
   に供給するためのロータリトランス；該ロータリ
   トランスよりの電流を該加熱コイルに通電し、か
   つ該開口端部と該蓋部の熱接着終了後該加熱コイ
   ルを消勢するスイツチ装置；および該消勢後該押
   圧を解除する装置を備えることを特徴とする容器
   本体の開口端部に蓋部を熱接着する装置。 ３ 容器本体の開口端部に蓋部を熱接着する装置
   において、該装置は、該容器本体を収納移送する
   複数のポケツト部を有し、間欠回転するターレツ
   ト；該ポケツト部に設けられ、該開口端部に対応
   する形状を有する加熱コイルを含み、かつ真空吸
   引孔を有する高周波誘導加熱コイル装置；該ポケ
   ツト部の停止する定位置に該高周波誘導加熱コイ
   ル装置に対向して設けられた該蓋部をウエブより
   打抜く装置；打抜かられた該蓋部を該高周波誘導
   加熱コイル装置に接近させて吸着させる装置；該
   打抜く装置の下流において該ポケツト部に収納さ
   れた該容器本体の該開口端部と該蓋部を押圧する
   装置；高周波発振装置に接続する固定１次コイ
   ル、および該１次コイルに近接して対向しながら
   公転可能な複数の２次コイルを備え、かつ該２次
   コイルは対応する該加熱コイルに接続し、該１次
   コイルの上流端部において該加熱コイルが通電さ
   れ、下流端部において該加熱コイルが消勢される
   ように構成されている回転トランス；および該消
   勢後該押圧を解除する装置を備えることを特徴と
   する容器本体の開口端部に蓋部を熱接着する装
   置。