JPS5915061B2 - 耐熱性カ−トンの組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱接着可能なカートンに関しており、特に、
速やかな接着組立が可能で、高温時にも接着状態が良好
に保たれるカートンと、その組立方法とに関する。

包装器業界において、折曲された板紙からなる各種のカ
ートンないし容器が知られている。

’ｆ！Ｌｔば、冷凍食品等の食品をパック入り食品とす
るには、プラスチック塗膜を有する板紙からカートンを
形成してこれに該食品を入れ、その後本発明の譲受人の
所有する米国特許第２９８４５９８号に開示された如き
自動機械によって該カートンの閉鎖用のパネルを接合す
るのが通例であった。

前記特許においては、カートンのパネルの一つにポリ酢
酸ビニルエマルジョン等の含水接着剤が塗布され、この
接着剤は加熱ランプにより乾燥される。

乾燥した前記接着剤は強い粘着力を示す。

この接着剤の乾燥後、前記パネルの該接着剤を塗布され
た面はカートンに圧迫され、シールを形成するために冷
却される。

前記特許のカートン接着方法はカートンのパネルの迅速
な接着を可能にしており、且つ該接着箇所は、通常この
ようなカートンが置かれる環境の温度すなわち概ね一１
８℃（０°Ｆ）ないし３８℃（１００°Ｆ）では長幼な
シール特性を発揮する。

近年、調理や再加熱をするために電子レンジ又は在来の
オープンに直接入れることのできるカートンないしパッ
ク入り食品か製造されるようになってきている。

このようなパック入り食品の多くは、水分と香りを保ち
、更にオーブン内での液汁の飛散を防ぐため、蓋で覆わ
れ又は密閉されて調理される。

電子レンジによるパック入り食品の加熱にはほとんど全
く問題は無いのであるか、在来のオーブンの場合には、
パックに詰められた食品を調理又は再加熱するために必
要な温度が２１７’Ｃ（４２５°Ｆ）を越えるという問
題がある。

このようなオーブンに入れることのできるパックないし
カートンの多くには、ポリエチレンやその他の、オーブ
ンの上記温度で融解する可能性のあるものではなく、耐
熱性のポリエステル樹脂がコーティングされている。

また、ポリエステル樹脂のコーティングは、調理の際に
板紙による脂肪やソースの吸収を防ぐ役割をも果す。

ポリエステル樹脂は、約１１０℃ないし２９０℃に加熱
して接合面に圧力を加えれば、接着剤として使用され得
る熱硬化性樹脂である。

ポリエステル樹脂により形成される接着性のシールは温
度が上昇（２３０℃）しても良好な密閉能力を失わない
。

しかしながら、このような接着剤の接着力を発揮せしめ
るに必要な圧迫操作は、これを充分に行なうことが暫々
甚しく制限されたために、従来困難な障害となっていた
。

これに加えて、熱硬化性樹脂というもの次接着箇所の温
度が低下した後に初めて良好な接着強度を示すものであ
り、従って接着箇所が安定するまでの間カートンの縁を
互いに接触させておくために何らかの手段を講ぜねばな
らない。

それ故、自動封函機を用いる場合、この長い接着剤安定
化時間のために、所定時間内に接着可能なカートンの個
数は減少し、該機械の寸法は大きくなる。

よつス高温時にも良好な接着強度を示す、加熱接着可能
なカートンの組立方法を提供することが本発明の目的で
ある。

本発明の他の目的は、在来の封函機を僅かに改修するこ
とによって加熱接着することの可能なカートンの組立方
法を提供することである。

本発明の更に他の目的法食品加熱容器として有用な、加
熱接着可能なカートンを提供することである。

これらの目的及び他の目的を達成した本発明（！。

互いに接着されるべき面の対の少くとも一方に加熱活性
化される熱硬化性接着剤の塗膜を設ける工程と、乾燥時
に強い粘着性を示す含水接着液を微細な霧の状態にして
前記塗膜の面上に吹付けて該面上に不連続な該含水接着
液（７）ｌｌｉを形成する工程と、前記含水接着液の吹
付けられた前記面を該含水接着液が乾燥し且つ前記熱硬
化性接着剤が活性化するに充分な温度に加熱する工程と
、前記面の対を互いに接触させる工程と、核部を互いに
接合するに充分な間圧力を加える工程とからなるカート
ン製造方法を提供する。

好ましい具体例において次 前記熱硬化性接着剤はポリ
エステル樹脂であり、前記含水接着剤は水を含むポリ酢
酸ビニルエマルジョンであ−る。

カートンの対をなす面の一方又は双方に前記熱硬化性接
着剤及び前記含水接着剤を付することかできる。

前記含水接着剤の乾燥と前言集硬化性接着剤の活性化は
、該接着剤を付された面に高温の空気流を噴射すること
により行なわれる。

この加熱操作＋４ 前記面の対の一方のみを加熱するこ
とによって、加熱されない方の面力ζ冷却の際、該接着
箇所の冷却及び硬化を促進する熱シンクとなるように行
なわれることが好ましい。

前記熱硬化性樹脂の加熱温度は１１０℃ないし２９０℃
の範囲内で設定されるべきである。

熱硬化性接着剤と高粘着性の含水接着剤との組合せ哄
自動封函機による、カートンの面の対の迅速な接合を可
能にしており、この組合せによって高温の下でも接着箇
所の極めて安定したカートンが得られる。

熱空気流によって乾燥されると前記含水接着剤は強い粘
着力を示すようになり、圧迫操作によって速やかにカー
トン面を接合することかできる。

この熱空気流は更に前記熱硬化性接着剤を活性化する作
用をもなし、冷却後に該接着剤か硬化すればカートンの
該面間に耐熱性のシールが形成される。

前記熱硬化性接着剤は、その固有の性質の故に、唯一度
のみ活性化し得る物であり、そしてこの加熱活性化はカ
ートン面接合操作の際に行なわれるから、調理のために
該カートンが例えばオーブン内で再加熱されても前記シ
ールは安定に保たれる。

前記含水接着剤の使用によって、迅速にカートン面を接
合し、前記熱硬化性接着剤が硬化するまでの間該面の接
合状態を確保することが可能となっている。

この含水接着剤は前記熱硬化性接着剤の塗膜上に′°島
”状ないし不連続な膜状に吹付けられるから、前記熱硬
化性接着剤の接着効果を妨げない。

自動機械を用いれば、接着操作に要する時間を人 カ
ートン１個あたり僅かに０．５秒間である。

圧迫が不充分な高速接着操作において、接着される面の
一方のみに接着剤が付されるような場合にも本発明の方
法は有効である。

従来、このような条件の下において有効な接着効果を得
るためには、接着剤を形成するプラスチックを両面に塗
布せねばならないことが経験的に知られていた。

本発明によって製造されるカートンは、例えば、食品を
調理ないし加熱するために密閉状態で直接オープン内に
入れることのできる食品用容器として有用である。

ポリエステル樹脂又はこれと同様のものからなる塗膜は
カートンによる脂肪分や液汁の吸収を防く゛。

本発明の目的、特徴及び利点は、添付した図面を参照し
て好ましい具体例を詳細に説明する以下の記述から一層
明らかとなろう。

本発明のカートン接着組立方法を実施するための装置が
第１図に示されている。

カートンを組立接着するための装置１はカートン５を接
着剤吹付セクション７、加熱乾燥セクション９、及び圧
着セクション１１を通して搬送するためのコンベア３を
含んでいる。

この好ましい具体例は射面装置に応用されているが、本
発明の原理が製函機にも応用できることが理解されよう
。

カートン５は、塗膜付きの板紙から形成さ札通常隅の縁
に沿って接着されて四角形のカートンとなる。

食品用容器として使用されるカートン５０両側が食品か
ら出た蒸気脂肪、その他の液体の吸収を妨げるから、好
ましくは塗膜付きの板紙を素材とするべきである。

該塗膜の好ましい素材の一つはポリエステル樹脂である
。

この塗膜は当業界に良く知られたコーティング装置によ
って素材の板紙に設けられる。

本発明の基本的態様の説明のため、好捷しいタイプの射
面装置とパシャルロツテ”タイプのカートンとを図示し
た。

しかしながら、他のタイプのカートンや製函機にも本発
明の方法を好適に応用し得ることが理解されるべきであ
る。

装置１への搭載の前に、カートン５に食品を詰めること
ができる。

カートンはコンベア３に搬送されて先ず折曲セクション
１３を通過しく第１図において右から左へ）、該セクシ
ョンでカートン５０両側の閉鎖用のパネル１５か内方に
折曲される。

次いで、各カートンは接着剤吹付セクション７に至り、
該セクションにおいて、乾燥すると強い粘着力を示す例
えばポリ酢酸ビニルエマルジョンのような含水接着剤か
１対のスプレー装置１７によって、第２図に示したよう
に、折曲されていない閉鎖用のパネル１９に吹付けられ
る。

各スプレー装置１７はノズル２１を含んでおり、このノ
ズルが、第４図に更に明瞭に示したように、加圧含水接
着剤を微細な霧状にしてカートン閉鎖用のパネル１９に
吹付ける。

スプレー装置１７０近くにコンベア３と平行に配置され
た保持板１６は、含水接着剤吹付操作が行なわれている
時に下側のパネル１５を直立させておく部材である。

含水接着剤吹付操作後、カートン５は加熱乾燥セクショ
ン９に搬送される。

コンベア３０両側にこれと実質的に平行に配置された１
対のレール２３は、カートン５のパネル１９を、該パネ
ルが第３図に示した状態となるまで下方に折込む。

１対の熱空気ノズル２５かコンベア３０両側に配置され
ており、第６図にさらに詳細に示したように、そのノズ
ルヘッド２７はカートン５どパネル１９との間に突出す
る。

加熱された空気哄圧力を加えられて熱空気ノズル２５０
通風孔２９を通過し、屈曲したノズルヘッド２７に設け
られたスロット孔３１から噴出する。

パネル１９は、レール２３によってノズルヘッド２７の
傾斜面に実質的に平行な状態に保持される。

含水接着剤を速やかに乾燥し、且つ熱硬化性接着剤を活
性化するに充分な温度と噴出時間を与えられた熱空気流
（＾パネル１９の含水接着剤を付された面に指向される
。

この熱空気流の温度は概ね６２０℃であり、そして、パ
ネル１９の温度は一時的に１１０℃ないし２９０℃に達
する。

以下にさらに詳しく説明する゛ように、両側のパネル１
５は、熱シンクとして機能するべくノズルヘッド２７の
閉鎖背面により遮蔽されて常温に保たれる。

次いでカートン５は圧着セクション１１に搬送サレる。

レール２３の端部３３には、カートン５カ該レールに沿
って搬送される際に該カートンのパネル１９を下方に圧
迫し、既に折込まれているパネル１５に接触せしめるた
めの、下方を指向する湾曲部分が設けられている。

加熱装置により乾燥されて粘着力を現わした含水接着剤
は、接合されるべきパネル１５．１９の間でほとんど瞬
間接着剤と同様の効果を発揮する。

こうして接合されたカートンのパネルは、次に、コンベ
ア３０両側に配置されて該パネル１５．１９を互いに強
く押圧する圧着ローラ３５による圧力を受ける。

この工程は、以下にさらに詳細に説明するように、含水
接着剤と塗膜を付されたパネルの面との間のより緻密な
接着性シールの形成を保証し、かつ熱硬化性接着剤の硬
化と接着作用の発揮とを促進する。

本発明の方法哄コンベア３に沿ってカートン５を常時連
続的に、比較的に大きな一定の速度で゛流す”ことを可
能にしており、よって効率の良い対面システムを提供す
る。

第７図Ａないし第７Ｄ図に本発明の加熱接着可能なカー
トンの接着過程を詳細に図示しｔ＝ ｌ’Ｌｔば射面用
のパネル１５．１９等の、カートンの対をなす面の１つ
又はそれ以上に、良く知られた熱硬化性接着剤３７が塗
布される。

好ましいタイプの熱硬化性接着剤の一つは熱硬化性のポ
リエステル樹脂である。

このような樹脂は、温度及び圧力の適当な条件の下で接
合操作が行なわれ、そして一旦冷却されて硬化した後に
をへ対をなす面の間で優れた接着効果を現わす。

さらに、熱硬化性樹脂３７は、硬化後には高温の下での
剥離ないし流動化に対して高い耐性を有する物質であり
、例えば食品を調理ないし力蔗するための容器として直
接オープン内に入れられて２１７℃近くの高温に曝され
る際にも、カートンのパネル間で有効な接着密閉効果を
保つ。

熱硬化性樹脂を唯一の接着手段として用いることには、
従来知られているように、大きな欠点がある。

すなわち、熱硬化性樹脂は、接着されるべき面に圧力が
加えられ、かつ該接着剤が冷却されて硬化するまでは充
分な接着力を発揮せず、従って、冷却硬化段階の間カー
トンの耐雨用パネルの接合状態を保持しておくために特
別の手段を設けねばならないのである。

例えば冷却棒材や冷ヰ空気流等の急速冷却手段を設ける
ことも可能ではあろうけれども、これは生産コストを高
めるのみでなく、パネルの接合状態を保持しておかねば
ならない時間を消去するものでもない。

ゆえに、この種の接着方法を採用するならば、所宇寺間
内に接着し得るカートンの数は比較的に少い。

従来技術のカートン加熱接着方法のこの欠点を克服する
ため、本発明の方法は、乾燥時に強い粘着性を示す含水
接着剤を、熱硬化性接着剤の塗膜を付された面に吹付け
て、第７Ｂ図に示したように該面上に含水接着剤の不連
続的な膜を設ける工程を含む。

スプレ←装置１７により熱硬化性接着剤被膜付きのパネ
ル面に吹付けられる含水接着剤３９ 哄例工Ｉｔｆ−ニ
ューヨーク市マウントバーノンのジエドコ社（Ｊ ｅｄ
ｃｏ Ｉ ｎｅ、 ）がシェドボンド（ＪＥＤ−ＢＯＮ
Ｄ’）なる商品名を冠して製造している、ポリ酢酸ビニ
ルエマルジョンからなるのが好ましい。

例えばデュポン社の製造する他のタイプのポリ酢酸ビニ
ルエマルジョン（Ｅ ｊｖａｃｅｔ≠８０−９００等）
を用いることもできる。

含水接着剤３９の小滴は予め設けられているポリエステ
ル樹脂の塗膜３７に容易に付着する。

次に、熱空気ノズル２５により熱が加えられて含水接着
剤が乾燥する。

該熱空気ノズルからカートンの面に向けられる熱空気流
の温度は、含水接着剤を速やかに乾燥するため、調節さ
れる。

最適な温度用使用される含水接着剤の種類により異なる
。

カートン面に吹付けられて不連続的な膜を形成したポリ
酢酸ビニルエマルジョンが好ましいタイプのものである
場合、１／２ 秒以内に該含水接着剤をほぼ完全に乾燥
するためには、速い熱空気流の吹付けが効果的である。

ポリ酢酸ビニルエマルジョンの好捷しい乾燥温度の範囲
は１１０℃ないし２９０℃である。

含水接着剤３９し＼第７Ｃ図に示したように、乾燥する
と強い粘着力を示す。

その上、乾燥の過程で、熱空気流の圧力のために、好ま
しいことに含水接着剤の付着筒は幾分広がる。

熱硬化性接着剤の露出した塗膜も熱空気ノズルからの熱
せられた空気により活性化される。

含水接着剤からの水分の蒸発Ｇ＾閉閉鎖フラグ１面過熱
及？ｉ焦の防止に役立つ。

これは、カートンの外面が印刷されていて、焼焦が外観
を損う場合には特に重要なことである。

次いで、カートンの接着剤を付されている面はレールの
端部３３により下方に折曲される。

この操作はカートンの対をなす面を互いに接触せしめる
。

粘着性の含水接着剤は第８図に示したように、対をなす
パネル面を一瞬のうちに接合して接着シールを形成する
。

接合状態は相接する射面用のパネルの、接着剤を付され
た面及び／又は付されていない面（ＱＭに生ずる。

含水接着剤による接合状態は、充分な圧力が加えられた
時に、前記塗膜を付された面及び／又はこれと対をなす
板紙の面の間に直接に生ずる。

カートンの対をなすパネル面の一方のみに含水接着剤３
９を吹付けて、第６図に示した装置により加熱すること
が好ましい。

該両パネル間の接着剤の急速な冷却を促進するため、射
面機により既に直立されているカートンの他方のパネル
１５は加熱されず、加熱されたパネル１９のための熱シ
ンクとして機能する。

換言すれば、含水接着剤の小滴及び外側のパネル１９の
吸収した熱屯 カートンの内側の冷いパネル１５によっ
て速やかに吸収される。

それ故、接合面を圧迫するための圧着セクション１１の
長さが極小となり、作業ラインに要するスペースを最小
に保ちつつ該射面機を最大速度で運転することが可能と
なる。

圧着セクション１１の圧着ローラ３５によりカートンの
接着されたパネルに圧力が加えられ、これにより加熱操
作により既に活性化している熱硬化性接着剤の塗膜３７
が流動し、圧迫されている該パネル間で分子間結合か生
ずる。

熱と圧力との結合＆入熱硬化性ポリエステル樹脂の塗膜
により、高温に曝されても優れた安定性を示す最終的且
つ永久的接合状態を該両パネル間に生ぜしめる。

熱硬化性接着剤（ポリエステル樹脂の塗膜３７）をζカ
ートンのパネルの温度低下とともに硬化して接着剤とし
ての機能を発揮する。

一旦硬化すれば、熱硬化性接着剤の塗膜３７及び含水接
着剤の小滴３９による複合接着効果か生じ、該接着箇所
は、熱した調理用オーブン内に出現する高温（約２３０
℃）の下でも剥離し難い。

含水接着剤か不連続的な膜を形成し、従って、オーブン
内で再活性化し得ない熱硬化性接着剤の硬化及び接着力
の発揮を妨げないということに注意するべきである。

加熱活性化される熱硬化性接着剤と粘着力の強い含水接
着剤との組合せ哄既述の射面機によるカートンの対をな
す面の迅速な接着を可能にする。

含水接着剤は、乾燥されれば、僅かｌ／２秒間でカート
ンのパネルを接着することを可能にする。

含水接着剤によってもたらされる急速接着効果番人熱硬
化性接着剤の温度低化及び硬化に充分な時間カートンの
対をなすパネル面間の接合状態を確保する。

熱硬化性接着剤が一旦硬化すれば、該２種の接着剤の結
合は、それ以上の温度において該接着剤は単独では効果
的でなくなると従来考えられていた温度以上になっても
、カートンのパネル間の接着状態を保つ。

以上に記述した方法哄食品を詰めて直接オーブン内に入
れ該食品を加熱ないし調理するためのカートンの製造に
特に有益である。

いわゆる“オーブンに入れられる”カートンを本発明の
方法に１って迅速に（羊−のコンベアラインで１分間当
１’７１５０個の多数）接着処理することが可能であり
、該カートンは冷蔵庫内の温度（冷凍食品のためには約
−１７℃）においても、オーブン内の加熱温度（２３０
℃にもなる）においても優れた接着密閉効果を示す。

このようなオーブンに入れられるカートンを、在来の射
面機をほとんど変形せずに用いて製造することが可能で
ある。

熱論、既に記したように、加熱接着可能なカートンを射
面及び／又は製函するための他の装置を用いて本発明を
広範に実施することが可能であろう。

加熱接着可能なカートンの対画方法及び該カートン自体
について相当詳細に記述したが、通常の知識を有する等
業者が本発明の範囲内で既述の実施態様を様々に変形す
ることが可能であることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するために有用な射面装置
の頂部平面図、第２図は第１図の線２−２の位置で接着
剤吹付セクションを示す射面装置の断面図、第３図は第
１図の線３−３の位置で加熱乾燥セクションを示す射面
装置の断面図、第４図は接着剤吹付セクション及び加熱
乾燥セクションを示す第１図の射面装置の詳細な側面図
、第５図は第４図に示した熱空気ノズルを更に詳細に示
す図、第６図は第３図の加熱乾燥セクションの横断面を
詳細に示して接着されるべきカートンに対する熱空気ノ
ズルの構成を明らかにする図、第７Ａ図、第７Ｂ図、第
７Ｃ図及び第７Ｄ図は各々熱硬化性接着剤塗布後、含水
接着剤吹付後、該含水接着剤乾燥後及び最終的接着硬化
後のパネル面の様相を示す図、第８図は接着後のパネル
の断面を拡大して示す図である。 主要部分の符号の説明 ３・・・コンベア、５・・・カ
ートン、Ｉ・・接着剤吹付セクション、９・・・加熱乾
燥セクション、１１・・・圧着セクション、１５゜１９
・・・カートンのパネル、１７・・・スプレー装置、２
５・・悌空気ノズル、３５・・・圧着ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに面接合されるべき少くとも一対の面１５．１
   ９を有し、接合後の数面が高い耐熱性を発揮するカート
   ン５の接着組立方法であって、該カートンの前記面の少
   くとも一方に熱硬化性接着剤３７の塗膜を設ける工程と
   、前記の熱硬化性接着剤の塗膜を付された面に含水接着
   剤３９を吹付ける工程と、少くとも前記含水接着剤を吹
   付けられた前記面を該含水接着剤が少くとも半乾燥状態
   となるに充分な温度でかつ前記熱硬化性接着剤が活性化
   するだけで硬化しない温度に加熱する工程と、その俊速
   やかに互いに面接合されるべき前記面を互いに接触させ
   る工程と、数面を面接合するに充分な時間圧力を加える
   工程とからなることを特徴とする方法。 ２ 前記熱硬化性接着剤３７が熱硬化性ポリエステル樹
   脂からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 前記含水接着剤３９を吹付けられた前記面を１１０
   ℃ないし２９０℃の範囲内の温度に加熱して該含水接着
   剤を乾燥させ且つ前記熱硬化性接着剤３７を加熱活性化
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。