JPS6020187B2 - 容器のシール方法及び装置 - Google Patents

容器のシール方法及び装置

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JPS6020187B2
JPS6020187B2 JP51020563A JP2056376A JPS6020187B2 JP S6020187 B2 JPS6020187 B2 JP S6020187B2 JP 51020563 A JP51020563 A JP 51020563A JP 2056376 A JP2056376 A JP 2056376A JP S6020187 B2 JPS6020187 B2 JP S6020187B2
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JP
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sealing
container
horn
mandrel
closure
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器密封用の装置に関し、特に、熱可塑性プ
ラスチックで２重に被覆された折曲げ自在の材料、例え
ばミルクおよび他の酪農製品の包装用のポリエチレンで
２重に被覆されたボール紙容器の底部の超音波による液
密の封止部に関する。
過去３位王にわたって、包装産業においてはその技術革
命的な変化を体験して来た。
本発明が最も大きな用途を有するミルク包装産業におい
ては、容器は、回収可能なガラス塵からろう引きボール
紙へ、更に熱可塑性プラスチックで被覆したボール紙の
容器へと変革を遂げた。前述の後者の種類のカートン用
の素材は、紙のメーカーによって、裁断され、折りたた
まれる為の折目をつけ、側方の緑部に沿って液密に接合
して管形状としてこれを折りたたんでおく。その後前記
カートン素材は、折りた）まれた平坦な形状の麓ミルク
の充填業者に供給される。通常、包装の最終工程におい
ては、カートン素材をその管形状に拡関し、カートン底
部に液密の蓋部を形成し、カートンを充填し、しかる後
カートンの頂部を例えば従来周知の切妻型頂部荘出口の
封止部の如き液密の封止部で封止する事を必要とする。
本発明に最も関係のある先行技術は、液密の封止部によ
りカートン底部の蓋部を形成する装置に関するものであ
る。
熱可塑性プラスチックで２重に被覆したボール紙の容器
の場合は、カートン素材の輪郭および折り目の形状によ
り形が決定される底蓋部のパネルおよびタブは、前記の
熱可塑性プラスチックの２重被覆を活性化させる為に、
通常ガス又は電気による鰭射熱、および高温の熱風が加
えられ、その後、カートン底蓋部をその密閉位直に折曲
げて、活性化された熱可塑性プラスチックが固イＱ伏態
になり接合するカートンの底部のパネルとタプ間に液密
の封止部を形成る様に冷却される迄その位置で圧力下に
おかれる。この頂部と底部に対する従来周知の折りた）
み封止技術の例としては、ェングレストン（Ｅｎｇｅｓ
ｔｏｎ）等の米国特許第３，１０２，３３５号、および
シープル（Ｓｅｉｐｌｅ）の米国特許第３，１２０，３
３３号の明細書に開示されている。先行技術によるガス
又は電気による韓射熱おび高温の熱風を用いる封止技術
は長い間実施が困難であると考えられて来たが、その理
由は、競中、この様な技術を用いて封止工程において熱
の分布を均一とし熱可塑性プラスチックの活性を一定に
する事が難かしいからである。
更に、か）る処理工場の包装工程区域は屡々封止工程の
間不Ｉ決な程加熱され、絶えず火の危険を擁する事にな
る。前述の如き欠陥を除く為には、超音波による封止技
術が開発されある程度の成功を収めている。例えば、カ
ートンの項部の蓋部を超音波により封止する事を可能に
し、これによりカートン底部の閉止に続く全ての包装工
程においてガス又は電気による頚射熱および高温の熱風
を必要としなくする技術的解決の糸口はこれ迄あった。
この超音波による頂部の閉止技術の例は、オベダ（０ｂ
ｅ舷）の米国特許第３，４８６，７３１号明細書に開示
されている。超音波封止装置において凹凸面を用いて異
なる厚さの幾層かを接合する為の超音波技術の使用に関
しては、ある程度の研究および実験がなされて来た。こ
の研究開発の一例は独自特許第２，１６５．６２び号‘
こ記述されている。然しながら、これ等の技術は、これ
迄カートンの底蓋部の封止の目的には不充分なものであ
った。その理由は、特に容器の閉止部が幾層にも厚さの
異なる成層面からなる時、管状の容器に封止部を封止す
る事により生じる制御不能の「焼け」の問題を含む難し
さの故であり、超音波による封止形状においては複雑な
形状および断面の封止部は対象にならない。この様に、
当該技術においては、前述の制御不可能な「焼け」の問
題を含む諸問題を解決し、同時にポリエチレンで２重に
被覆したボール紙カートンの如き熱可塑性プラスチック
で２重に被覆したボール紙容器の底蓋部の如きカートン
の底蓋部を封止する際、ガス又は電気の頚射熱および高
温の熱風を全く必要としないようにすることが望まれて
おり、このような点は例えばミルクや他の酪農製品等の
液体の包装においては特に望ましいことである。ポリエ
チレンで２重に被覆したポール紙カートンの如き熱可塑
性プラスチックで２重に被覆したボール紙容器の底蓋部
を超音波を用いて封止する為に従来周知の底蓋部折曲げ
作用機械用の袋瞳は、超音波発振器と、封止作用角部村
郎ちホーン部と、複数面マンドレルパッドと、前記封止
ホーンと複数面マンドレルパツドを強制的な係合関係に
押圧する為の駆動装置とを有する。
前記封止作用ホーンは、凹部と凸部を有する一表面を備
えた本体部を有する。
前記表面の凸部は、底蓋部の形態を画成し、超音波発振
器と封止作用ホーンから折りた）まれたカートンの底蓋
部の封止面積に対する振動の伝達を改善する為に折り目
が設けられているのが望ましい。前記の複数面のマンド
レルパッドの表面は、折りた）まれたカートンの底蓋部
のタプおよびパネルの各部を収納する為の形状と凹部が
設けられ、かつ一連の略々垂直の盤により取囲まれ、底
蓋部が封止処理される熱可塑性プラスチックを２重に被
覆したボール紙の容器に用いるボール紙の厚さに望まし
くは整数倍に等しい距離丈離間された少くとも２つの異
つた面内に相互に平行位置関係にある事が望ましい。少
くとも１面は、最も外側の面内にあって熱可塑性プラス
チックを２重に被覆したボール紙１枚の厚さからなる折
た）んだボール紙の底蓋部の部分を収納しかつこれと係
合する。少なくとも他の面は、熱可塑性プラスチックを
２重に被覆したボール紙容器に用いるボール紙の厚さの
整数倍丈外表面から凹み、この様な厚さ丈凹ませた面は
、熱可塑性プラスチックを２重に被覆したボール紙の２
層からなる底蓋部の部分を収納しかつこれと係合し、こ
の様な厚さのＮ倍（Ｎは整数）丈凹ませた面は、熱可塑
性プラスチックを２更に被覆したボール紙のＮ＋１倍の
層数からなる底蓋部の各部を夫々収納しかつこれと係合
する。底部の封止部を形成する為、カートンの素材は複
数面を設けたマンドレルパッド上に装着され、前記パッ
ドの本体部周囲の形状はカートンの管状体部の内側と略
々同じ形状であって、前記マンドレルバッドの最も外側
の面を管状の折た）まれないカートン素材の底蓋部端部
に指向させてカートン素材にその管状の形状をとらせる
のである。
前記底蓋部は、次いでその閉止良Ｐち封止位置にくせ付
け兼折た）みプラウにより周知の方法で〈せ付けされ折
た）まれる。この底蓋部が折た）まれると、底蓋部の折
た）まれたタブとパネルの各部は、前述の如き各形状お
よび各層の厚さに従って前記マンドレルパッドの複数面
内に収容されかつこれと孫合して、均等な力で封止作用
ホーン面の凸部と係合する為の略々平坦な外面を生じる
。折たたみ工程の後、封止作用ホーンは、超音波発振器
により超音波振動を与えられ、底菱部折た）み装置駆動
装置により折た）まれたカートンにより園緩されるマン
ドレルパッド‘こ向け押し付けられる。この折た）まれ
たカートン底蓋部は封止用ホーンと複数面を有するマン
ドレルパッドとの間に狭持され、前記マンドレルパッド
と封止用ホーン面の凸部との間の底蓋部の前記部分は短
時間超音波を与えられて前記部分の熱可塑性プラスチッ
クを２重に被覆したボール紙の隣接面の熱可塑性プラス
チックをして一体に結合流動させる。次いで、超音波発
振器は停止され、封止用ホーンと複数面を有するマンド
レルパッドは強制的に係合関係に維持され、その間結合
された熱可塑性プラスチックは固体状態に戻り、封止作
用ホーン面の凸部により画成された区域全体にわたって
隣接する各層部間に液体密の封止部を形成する。その後
、前記封止作用ホーンと複数面のマンドレルパッドは分
離され、底部を封止されたカートンはマンドレルパッド
から取出される。封止作用ホーン面の凸部は、その形状
が、折た）み位置のカートソの底蓋部のタプとパネルの
折た）まれた緑部と重合部分の形状と略々一致して、こ
れにより超音波によるカートン底蓋部の封止部を全ての
縁部と重合部に形成して漏洩のない底部の封止を確保す
る。
封止作用ホーン面の凸部と複数面を有するマンドレルパ
ッドとの間に挟持されないカートンの底蓋部のタプとパ
ネルは、そのマンドレルパツドの各面との係合から生じ
る減衰作用の為、過度の振動（即ち「競け」）が防止さ
れる。底部の封止部は、折た）まれたカートソの底蓋部
のタプとパネルの様々な厚さを収納するマンドレルパツ
ドの凹部の作用により不均一にならず、この為封止作用
ホーンと強制的に係合する為の略々「平坦な一面をなし
、前記の封止作用ホーン面の凸部と複数面を有するマン
ドレルパッドの間に狭持される底蓋部の前記部分の全て
にわたり略々平均した係合力を生ずる。封止工程の後、
カートンは、複数面を有するマンドレルパツドから取外
され、充填されて、最後にその頂部の開口部で封止され
る。
前記マンドレルパツドからのカートンの取外しを容易に
する為、このマンドレルパツドの各形状面および側壁面
は、封止後封止された底蓋部と複数面を有するマンドレ
ルパッドの各表面との間の区域内に空気を導入させる様
通気を行いさもなければ生じ勝ちの真空による吸着を防
除する。この様に、本発明の主な目的の一つは、ガス又
は電気の鰭射熱および高温の熱風を用いる事なく、例え
ばポリエチレンを２重に被覆したボール紙のカートンの
如き熱可塑性プラスチックを２重に被覆したボール紙容
器の底蓋部を封止する為の方法及び装置の提供にある。
本発明の他の目的は、熱可塑性プラスチックを２重に被
覆したボール紙容器の底蓋部を超音波により封止する為
の超音波発振器および駆動装置を設けた従釆周知の底蓋
部折た）み装置と共に使用する封止用ホーンと複数面を
有するマンドレルバツドの提供にある。
本発明の他の目的は、凹部と、底蓋部の一部と強制的に
係合し、かっこの底蓋部の一部を超音波の周波数で振動
させて前記底蓋部の予め定めた区域にわたり液密の封止
部を形成する為の凸部とを有する一面を有する封止作用
ホーンの提供にある。
本発明の更に別の目的は、熱可塑性プラスチックを２重
に被覆した容器の折た）んだ底蓋部のタプとパネルを収
納しかつこれと係合して、前記封止作用ホーンの面の凸
部と均一な力で係合する為の平坦面を形成し、又封止用
ホーン面の凸部と孫合しない前記底蓋部のタプとパネル
の前記部分の過度の無用の振動を減衰させる為の複数面
を有するマンドレルバツドの提供にある。
本発明の更に別の目的は、底部を封止したカートンを複
数面を有するマンドレルパツドから容易に取外す為、封
止操作の後カートンの底蓋部とマンドレルパツドの各表
面との間の区域に空気を導入する為通気する多様面を有
するマンドレルパッドの提供にある。
本発明の前述およびその他の目的、利点および特徴につ
いては、添付図面に関して例示された本発明の実施態様
の以下の記述を参照すれば明らかになろう。
第１図において、底蓋部折た）み装置２は、ベース４と
、支持部６と、支持マンドレル８とからなり、更に〈せ
付け兼折た）み用プラゥ１２と作用的に関連する多様面
を有するマンドレルパッド１０を有する。
封止作用角部村即ちホーン１４と駆動装置１６は、くせ
付け兼折た）み作用プラゥ１２（図中ブロックにて略示
）により従来周知の方法で行われろくせ付けおよび折た
）み作用に続き、駆動装置１６が、封止用ホーン１４を
封止の目的でくせ付けおよび折た）み工程の後カートン
に園緩される複数面を有するマンドレルパッド１０と強
制的に係合させる様に駆動する。第２図において、略示
された底蓋部折た）み装置２０は、封止作用ホーン２２
と支持用マンドレル２４と複数面のマンドレルパッド４
０の垂直方向の配置が封止作用ホーン１４、支持用マン
ドレル８、複数面マンドレルパッド１０（第１図）に対
して垂直方向に逆になっている点を除いて、その機能お
よび形状において底蓋部折た）み装置２（第１図）に類
似している。
第１図及び第２図の装置においては、封止作用の開始に
先立ち、まずマンドレルパツド１０（又は４０）にかぶ
せた容器素材に相対的にプラゥ１２が移動し閉鎖部のパ
ネルを折目に沿って折りたたみくせ付けする。
このようなプラウの動作及びそれを生じるための機構は
周知である。これらの図ではプラウは斑にくせ付けの動
作を終えた後、その後の封止作用に干渉しないようマン
ドレルパッドから離れている、状態で示してある。第２
図乃至１６図においては共通の要素は同一番号を付すが
、第３図において、封止作用ホーン２２は、本体部２３
と封止作用ホーン面３０からなり、複数面のマンドレル
パッド４０の垂直方向真上に配置されている。
封止作用ホーン面３０は、第６図に更に明瞭に示す如く
凸部３２と凹部３４を有する。複数面のマンドレルパッ
ド４０は、本体部４２と、空気の通路４４と、第５図に
詳細に示し以下に記述する多数の面とを有する。第４図
において、第１および２図に略示するいずれかの型式の
底蓋部折た）み装置と共に使用するのにも適した本発明
の装置は、駆動装置２７が付勢された時、従釆周知の〈
せ付けおよび折た）み操作の後封止用ホーン２２の封止
作用面３０がマンドレルパッド４０の多数面と強制的に
係合する様に指向される様に、駆動装置２７と超音波発
振器２８と作用的に結合された封止作用ホーン２２を有
する。超音波発振器２８と駆動装置２７は、制御箱２９
として示される周知の動力調時装置により制御される。
第３および５図において、カートン底蓋部が折た）まれ
た時、その夕プとパネルの各部を収納する為、複数面の
マンドレルパツド４０は、壁部４６２，４６４，４６６
，４６８により図緩される外面４６と、壁部４８２，４
８４，４８６に囲緩される外面４８とを有する複数面が
設けられている。
外面４６と４８はそれぞれ空気溝４７と４９を画成し、
空気溝４７は壁セグメント４６３，４６５で壁部４６２
，４６６とにそれぞれ交叉する様加工され、空気溝４９
は壁部４８３，４８５および４８７でそれぞれ壁部４８
２，４８４および４８６と交叉する様加工されている。
複数面のマンドレルパツド４０（第３および５図）は、
更に第２の面５０と５２を有する。
第２の面５川よ、封止すべくカートンを組立てる際用い
られる熱可塑性プラスチックを２重に被覆したボール紙
材料の厚さよりも小さく、望ましくはボール紙の厚さと
等しい距離丈外面４６と４８から凹んでおり、壁面４６
２，４６６，４６８，４８２，４８４および４８６によ
り囲経される表面からなる。第２の面５２も又、カート
ン材料の厚さよりも小さく望ましくはボール紙の厚さと
等しい距離丈外面４６と４８から凹み、壁面４６２と４
６４により函給された表面からなる。第５図に示される
如く、面４６，４８および第２の面５２は、それらの外
縁が、空気通路４４と、複数面のマンドレルパッド４０
の本体部４２の周辺の部分により囲緩されている。更に
、第３および５図において、複数面のマンドレルパツド
４０は、更に第３の面６０，６２，６４および６６を有
し、これ等の面は、封止すべきカートンの熱可塑性プラ
スチックを２重に被覆されたカートン材料の厚さの２倍
より小さく、望ましくはボール紙の厚さの２倍に等しい
距離丈外面４６と４８から凹んでいる。
第３の面６０は壁４６２と壁６０２，６０４の間に位置
し、第３の面６２は壁４６６と壁６２０の間に位置して
いる。第３の面６４は壁４８６と壁６４０の間に位置し
、第３の面６６は壁４８２と６６０の間に囲綾されてい
る。図示の如く、第３の面６２，６４および６６は、そ
の外縁部を複数面マンドレルパッド４０の本体部４２の
周辺部の部分により図緩されている。最後に、複数面マ
ンドレルパッド４０は第４の面７０と７２を有し、これ
等の面は熱可塑性プラスチックを２重に被覆した力−ト
ン材料の厚さの３倍より４・さく望ましくはボール紙の
厚さの２倍に等しい距離丈外面４６と４８から凹んでい
る。第２の面５０，５２と第３の面６０，６２，６４，
６６と第４の面７０，７２及び外面４６と４８は、打た
）み位置の周知のミルクカートンの底蓋部のタブとパネ
ルの重なり厚さに相当する平面的な浮出し模様を構成す
る。
雛援面が離間される距離は、カートンを封止する様に組
立てる際に用いる熱可塑性プラスチックを２重に被覆し
たボ−ル紙の厚さ、即ち熱可塑性被膜の重合厚さより小
さな熱可塑性プラスチックを２重に被覆したボ−ル紙の
厚さである事が望ましい。複数面のマンドレルパツド４
０の複数面のそれぞれの隣接する外面４６，４８と、第
２の面５０，５２と、第３の面６０，６２，６４および
６６と、第４の面７０，７２とは、カートンのボ−ル紙
の厚さの整数倍に略々等しい距離丈離間され、これによ
り隣接する各層の熱可塑性プラスチックの比較的薄い被
膜を超音波の周波数の振動をする区域で結合させる。例
えば１クオート（約０．９５リットル）の大きさのミル
クカートンに通常用いられる熱可塑性プラスチックを２
重に被覆したポール紙は、０．０１２乃至０．０２５側
（０．５乃至１．０ミル）のポリエチレン層で両面を被
覆した約０．３６側（１８ミル）厚さのボール紙からな
る。この様に、周知の種類の１クオートの大きさのミル
クのカートンを封止する為の本発明の場合においては、
隣接する番号の複数個の両間の距離は０．３６側（１８
ミル）である事が望ましい。特に、１８ミルのポール紙
厚さと、１クオートの大きさのミルクカートンの如き０
．５乃至１．０ミルの厚さの被膜を有する熱可塑性プラ
スチックを２重に被覆したボール紙の容器の封止に用い
る本願に開示された形式の複数面を有するマンドレルパ
ッド‘こ対しては、第２の面５０，５２は１８ミルに等
しい距離丈外面４６，４８から凹んでいるのが望ましく
、第３の面６０，６２，６４，６６は外面４６，４８か
ら約３６ミルの距離丈離れ、第４の面７０，７２は外面
４６，４８から約５４ミルの距離丈離れているのが望ま
しい。全ての場合、隣接する番号の複数個の面は、折た
）まれた底蓋部のタブとパネルの層の厚さが、封止作用
ホーン２２と複数面マンドレルパツド４０が強制的に係
合している時、前記封止用ホーン面３０の凸部３２の全
域にわたり圧縮作用を受けるものである限り、カートン
のボール紙の厚さでないある距離丈離すこともできる。
更に詳細に以下に記述する様に、複数面のマンドレルパ
ツド４０の複数個の面は、折た）まれた底蓋部の外面が
略々平坦であって姿止操作の間封止作用ホーン面３０の
凸部（第３および６図）と均一な強制的な係合作用を行
わせる様に、折た）まれたカートンの底蓋部の層のタブ
とパネルの各部と係合しかつこれを収納する。複数面の
マンドレルバッド４０の綾部と隅部は同じ目的の達成の
為他の鏡斜形態も可能であるが、図示の如く平面状に煩
斜してカートンの素材の複数面のマンドレルパツド上へ
の装着を容易にする。第６図において、封止ホーン面３
０の凸部３２は、対角線状のセグメント８２，８４，８
６および８８と緑部のセグメント９０，９２からなる連
続する均一な表面である。
更に、凸部３２は、側部の継目脚部９４と、緑部セグメ
ント９０から９２に向けて封止作用ホーン面３０を横断
して延在するフラツプ脚部９５とを有する。第３図に示
す如く複数面のマンドレルパッド４０と係合する位置に
ある時、封止作用ホーン３０の凸部３２のセグメント８
２，８４，８６，８８．９０，９２と脚部９４，９５は
、複数面のマンドレルパツド４０の複数個の面を分割す
る各壁に対して対応する関係を有する。詳しくは、封止
作用ホーン２２と複数面マンドレルパツド４０が第３図
に示す如き強制的な孫合位置にある時、凸部３２の対角
線状のセグメント８２，８４，８６，８８は壁部４６２
．４６６，４８２，４８６と対応関係を有する。同様に
、側方の継目脚部９４は壁部６０２と対応関係を有する
事が判ろう。マンドレルパッド４０と係合位贋にある時
、凸部３２のフラップ脚部９５は第２の面５０と第４の
面７０，７２の部分と対応する位置にある。同様に、緑
部のセグメント９０，９２は、それぞれ第３の面６６と
第４の面７０の最外端部、および第３の面６２，６４と
第４の面７２の最外端部を横断して延在する位置にある
。各セグメントと凸部３２の各脚部間および複数面マン
ドレルパツド４０の各壁部と各面間の前述の位置的な対
応性は、底蓋部が流体の流動に対して封止される様に折
た）まれた底蓋部のタブとパネルの各部の超音波による
封止作用即ち接合作用を許容する。封止作用ホーン面３
０の凸部３２の形状が複数面のマンドレルパッド４０の
各面と各壁部の特定の配置に対応する事、かつ凸部３２
の形状が複数面のマンドレルパッド４０の変化に対して
変化させる必要がある事が判明しよつｏ第７乃至１０図
において、カートンの素材１００の作用について記述す
れば、前記素材は、複数面のマンドレルバツド４０の外
面４６，４８が、第２の面５２の最外端部を側方の継目
のタブ１０８の面１０６に隣接させて両方の底蓋部の折
り目線１０２，１０４を含む面内に略々位置する様に、
複数面のマンドレルバツド４０上に挿入される。
カートン素材１００は、複数面のマンドレルパツド４０
をこの様に同素材１００内に位置させて、その管状の形
態となり、第８および９図に示す過程を経て周知のくせ
付け折た）みプラウを用いて第１０図に外形図で示す閉
止位置に〈せ付け折た）まれる。第５，７および８図に
おいて、カートン素材１００の底蓋部がくせ付けされ折
た）まれるにつれて、第１の三角形状のパネル１１０は
壁部４６２と４８２により図緩される複数面のマンドレ
ルパツド４０の前記部分により収納され係合される。
同様に、三角形状のパネル１１２は、壁部４６６と４８
６に囲経される複数面のマンドレルパッド４０の前記部
分に対して収納係合される。カートン素材１００の底蓋
部２００がくせ付けされ、その閉止位置に折た）まれる
につれて、三角形状に折た）まれたパネル１１４，１１
６は三角形状パネル１１０の真上の位置に来、一方三角
形状に折た）まれたパネル１１８と１２０は三角形状パ
ネル１１２の真上の位置に釆る。三角形状パネル１１０
と１１２も又底蓋部２００の層を形成する。主パネル１
２２と１２４も又折た）み工程が完了する際三角形状パ
ネル１１０と１１２上に来る。前述の如き底蓋部を形成
する様パネルを重合させる結果、壁部４６２と４８２に
図緩される複数面のマンドレルパッド４０上の底菱部２
００の前記部分の層の厚さ、および肇部４６６と４８６
で図緩される前記部分は少くとも３層の厚さとなろう。
従って、複数面のマンドレルパッド４０の前記部分は、
封止される容器の熱可塑性プラスチックを２重に被覆し
たボール紙の厚さの少くとも略々２倍以下の距離丈外面
４６と４８から凹まされる。更に第５および７図におい
て、カートン素材１００の底蓋部２００がその閉止位置
に折た）まれる際、側方の継目タプ１０８に対応する三
角形状パネル１１０と１１２の上方にある底蓋部２００
の前記部分と、重合するフラップ１２６と折込まれるフ
ラツプ１２５の各部分とは、熱可塑性プラスチックを２
重に被覆したボール紙容器材料の厚さの４倍に等しい折
た）み層厚を有する事になる。
従って、各面７０と７２は、容器材料の厚さの３倍より
小さな距離丈外面４６と４８から凹まされる。複数面の
マンドレルパッド４０の第２の面５２は、カートンの底
釜部が折た）まれる時三角形状パネル１１０の上方には
位置これない側方の継目タブ１０８の前記部分を収納し
かつこれと係合する。同様に、第２の面５０は、第１０
図に示す折た）み位置で三角形状パネル１１０と１１２
の上方には位置しない重合フラップ１２６と折込みフラ
ップ１２５の各部を収納しかつこれと係合する。三角形
状パネル１１０と１１２および側方の継目夕ブ１０８の
上方に位置しない主パネル１２２と１２４のこれ等の部
分は、外面４８と４６によりそれぞれ係合される。第１
１，１２および１３図において、底蓋部２００がその
閉止位直にくせ付けされ折た）まれた後、封止ホーン２
２は、超音波発振器２８（第４図）により超音波振動を
与えられて、駆動装置２７により複数面マンドレルパッ
ド４０と強制的に係合する様押圧される。
この強制的な係合作用の間、底蓋部のタブとパネルは、
封止ホーン面３０と複数面マンドレルパッド４０上の複
数個の表面間に圧縮される様挟持される。封止作用ホー
ン面３０の凸部３２と複数面のマンドレルパッド４０と
の間に狭持された底蓋部の前記部分は、封止作用ホーン
２２の振動により超音波振動を与えられる。封止作用ホ
ーン面３０の凸部３２からの超音波振動の伝達は前記凸
部３２の表面を荒くする事により、底蓋部２００の外面
２０４と封止作用ホーン面３０の凸部３２との間のすべ
りを防ぐ事により改善される。超音波振動は、前記凸部
３２と複数面のマンドレルパッド４０間に挟持される底
蓋部２００の前記部分の熱可塑性プラスチックの２重の
被膜を軟化則ち「流動状化」させ、封止作用ホーン２２
を複数面マンドレルパッド４０と係合させる様押圧する
様に作用する連続的な力は、接合面の熱可塑性プラスチ
ックの被膜を、凸部３２により画成された区域において
相手方のタブとパネルの熱可塑性プラスチック被膜と一
体結合させる。短時間の後、超音波発振器２８を停止し
て封止作用ホーン２２の振動作用を停止させ、底蓋部は
充分な時間氏縦状態で力が与えられる狭侍位直に保持さ
れて、封止作用ホーン面３０の凸部３２と複数面のマソ
ドレルパッド４０間の底蓋部２００の前記各部の熱可塑
性プラスチック被膜を嵐イけ伏態にし、前記接合面間に
液体密の封止部即ち結合部を形成する。複数面のマンド
レルパツド４０との強制的な係合の間前記封止作用ホー
ン２２を超音波により振動させねばならない時間は、封
止すべき容器を組立てる熱可塑性プラスチックを２重に
被覆したボール紙の容器材料におけるボール紙の厚さに
より変化する。この超音波振動の作用時間は、熱可塑性
プラスチックを２重に被覆したボール紙のカートン材料
のボール紙の厚さが増加するに伴い長くする必要がある
。１８ミルの厚さのボール紙（被膜の厚さは０．５乃至
１ミル）から組立てられるカートンについては、０．２
乃至２秒の超音波振動の作用時間が液密の底部の封止部
の形成の為充分である事が判った。
現在使用されている全ての熱可塑性プラスチックを２重
に被覆した容器に対しては３秒以内の振動時間であると
老えられる。底蓋部が圧縮状に狭持される位直に保持さ
れねばならない封止作用ホーンの振動作用後の時間も又
、封止すべきカートンの熱可塑性プラスチックを２重に
被覆したボール紙の厚さにより変化する。必要な保持時
間も又ボール紙の厚さが厚くなるにつれて長くなる。０
．５乃至１ミルの厚さの熱可塑性プラスチック被膜を有
する１８ミル厚さのボール紙から作るカートンについて
は、０．２乃至２秒の待機時間で充分である事が判った
。
第１１図において、超音波による封止操作の後、封止作
用ホーン２２は複数面のマンドレルパッド４０との強制
的係合関係から外され、底部を封止されたカートン素材
１００は複数面を有するマンドレノレパッド４０から取
外されて、内容物を充填された後その頂部の蓋部で封止
される。第１３および１４図において、姿止作用の間、
封止作用ホーン２２と複数面のマンドレルパツド４０間
の強制的係合は、底蓋部２００のパネルとパッドの各部
をマンドレルパッド４０の複数個の面内に押圧して、そ
の結果底蓋部２００の内側面２０２がマンドレルパッド
４０の複数個の面の凹凸形状と略々合致する。底蓋部２
００のパネルとタブが前記マンドレルパッド４０の複数
個の面内に押圧されると、底蓋部２００の外面２０４は
略々平坦となり、その結果、封止作用ホーン面３０の凸
部３２の係合により底蓋部２００の外面２０４上に加え
られた力は、超音波による封止部２０６の区域全域にわ
たり略々均等になり、この為封止作用の不均一および変
化を最少限度に抑え、或いはこれを防止する。底蓋部２
００の全ての内側面２０２のパネルとタブがマンドレル
パツド４０の複数個の面により収受され係合されると、
好ましからざる「焼け」と、封止作用ホーン面３０の凸
部３２のマンドレルパツド４０間に強制的に狭持されな
い底蓋部２００の各部の制御されない超音波振動が、前
記の面係合に特有の振動減衰作用により防止される。第
１２および１４図において、底部を封止されたカートン
素材１００の取外しは、封止作用の間底蓋部２００と複
数面のマンドレルパツド４０の複数個の面との間に生じ
る密封腔部内に空気を導入させる空気通路４４と空気溝
４７，４９により容易になる。
詳しくは、空気は、カートン素材１００と支持用マンド
レル２４間の区域１０１内に導入され、第１２および１
４図に矢印で示される空気通路４４と空気溝４７，４９
を通過し、これにより、さもなければ生じマンドレルパ
ツド４０から底部を封止したカートン素材１００の取外
しを妨げあるいはこれを不可能にするおそれのある真空
による吸着作用を防止する。第１５および１６図におい
て、封止作用の後の底蓋部２００（第１５図）の内側面
２０２は、三角形状パネル１１０，１１２と、底部パネ
ル１２２，１２４と、側方の継目・タブ１０８および折
た）み用フラツプ１２５の間の技終的な位置関係を示し
ている。
底蓋部２００の外面２０４上に見える超音波による封止
部２０６（第１６図）は、綾部２０８，２１０の全長に
わたりかつ底蓋部２００の全ての４隈部から中央部に向
けて対角線状に延在している。更に、超音波による封止
部２０６は、縁部２０８から重合するフラップ１２６上
を綾部２１０迄延在し、かつ重合するフラツプ１２６か
ら主パネル１２４の真下に位置する側方継目タプ１０８
（図示せず）の緑部上に延在し、これによりカートン素
材１００の底蓋部２００で液体密の超音波による封止部
を形成する。本発明は、第１および２図に略示した如き
形式の装置に関する用途に限定されるものではなく、摺
動および回転運動を行う封止作用ホーンを有する菱直に
おいても、又複数個の封止作用ホーンおよびマンドレル
パッドを有する装置においても本発明の主旨および範囲
から逸脱する事なく使用出来る事が理解されよう。
又更に、図面に開示される望ましい実施態様は、多くの
実施可能な封止作用ホーンの突起形態および複数面を有
するマンドレルパッドの表面形態の１例のみを示すのみ
であり、封止作用ホーンの突起部および複数面のマンド
レルパッドの形状および凹凸形態は封止すべき特定の底
蓋部に関与し、封止すべき底蓋部の折た）み形態に関与
している事も理解されよう。
例示的な望ましい実施態様として開示された装置は、い
かなる底蓋部又は頂蓋部の折た）み形態をも収納する様
に変更改変母釆るもので、４つの異なる厚さを有するカ
ートン蓋部に限定されるものではない事も判明しよう。
図面の簡単な説明第１図は底蓋部折た）み装置および本
発明の袋層の立面図；第２図は第１図に示す場合と逆さ
方向の構成を有する底蓋部折た）み装置と本発明の装置
を示す立面図；第３図は第２図と同じ構成方向の本発明
の装置の封止作用ホーンと複数面のマンドレルパッドの
各端面を示す拡大斜視図；第４図は第２図と同じ構成方
向の本発明の装置の超音波発振器と駆動装置と封止作用
ホーンと複数面のマンドレルパッド装置の立面図；第５
図は本発明の複数面のマンドレルパツドの平面図；第６
図は本発明の封止作用ホーン面の平面図；第７図はマン
ドレルパッド上にカートン素材を挿入した後のカートン
の底蓋部の斜視図：第８図は折た）み工程中のくせ付け
状態のカートンの底蓋部の斜視図；第９図は新た）み後
のカートンの底蓋部の斜視図；第１０図は封止の直前の
カートン底蓋部の部分側面図；第１１図はカートンの取
外し工程の間封止後の封止作用ホーンと底部を封止した
カートンと複数面を有するマンドレルパッドの展開斜視
図；第１２図は封止作用ホーンとマンドレルパッド間に
狭持された折た）まれたカートン底蓋部の強制的な係合
位置を示す第１１図の線４１一４１に関する第１３図の
装置の断面図；第１３図は超音波による封止操作の後の
封止作用ホーンと力−トン底蓋部の外面の斜視図：第１
４図は超音波による封止操作後のマンドレルパツドとカ
ートン底蓋部の内側面の破断部を示す斜視図；第１５図
は超音波による封止操作後のカートン底蓋部の内側面を
示す平面図；および第１６図は超音波による封止操作後
のカートンの底蓋部の外面の平面図である。
２，２０・・・・・・カートン底蓋部新た）み装置、４
・・・・・・ベース、６・・・・・・支持部、８，２４
・・・・・・支持用マンドレル、１０，４０・…・・複
数面を有するマンドレルパツド、１２……〈せ付け折た
）みプラウ、１４，２２・・・・・・封止作用ホーン、
１６，２７・・・・・・駆動装置、２８・・・・・・超
音波発振器、３０・・・・・・封止作用ホーン面、３２
・・・・・・凸部、３４・・・・・・凹部、４４・・・
・・・空気通路、４７，４９・・・・・・空気溝、１０
０…・・・カートン素材、１０２，１０４・・・・・・
切込み線、１０８・・・・・・側部継目タブ、１１０，
１１２・・・・・・三角形状パネル、１１４，１１６・
・・・・・折込みパネル、１１８，１２０・・・・・・
三角形状折込みパネル、１２２，１２４・・・・・・主
パネル、１２５・・・・・・折込みフラツプ、１２６・
・・・・・重合フラツプ、２００・・・・・・底蓋部。
。−／。
・２。
‐ＪＱ］‐ 々 。
上−・５Ａ−６ ′１「‐ 了 。
」６「ｚ−９ ′Ｚ］・ ／。
上１Ｅ７：／／ 「１′「；ぞ 上Ｊ一は ｎ−汐 ′・ − ／６ ′１ ‐／々‐

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエチレンにより２重コーテイングされたボール
    紙容器のような、熱可塑性プラスチツクで２重コーテイ
    ングされた予め折り目を付けた容器を超音波でシールす
    る方法において、 シール後の完成した容器の内壁の形
    にほぼ一致する外周形状を有するマンドレルパツドに容
    器の素材をかぶせて摺動させ、これにより容器の位置決
    めをなすと同時に該容器の本体の部分の形状をマンドレ
    ルパツドに沿わせる段階と； 主たる折り目線に沿つて
    容器がわずかにたたまれるようにするため容器の閉鎖部
    をくせ付けする段階と； 容器の閉鎖部をその最終的閉
    鎖位置まで折りたたみ、折りたたまれた容器の閉鎖部の
    肉厚の厚くなつた部分を前記マンドレルパツド内の平ら
    な複数の凹所に押込み閉鎖部の外面にほぼ平らになるよ
    うになす段階と； 突出部と凹所とを有する面を備えた
    封止作用ホーンを超音波領域で振動させる段階と； 前
    記マンドレルパツドと超音波振動する封止作用ホーンの
    突出部との間で折りたたまれた閉鎖部を押圧し、これに
    より封止作用ホーンの突出部により形成される特定の接
    触領域にわたり容器の材料の熱可塑性の２重コーテイン
    グを軟化させると同時に折りたたまれた容器の閉鎖部の
    互いに接する層の軟化された面を圧接せしめタブ及びパ
    ネルの互いに接した部分の熱可塑性のコーテイングを一
    体とせしめる段階と； 前記封止作用ホーンの超音波振
    動を停止する段階と； 前記軟化した熱可塑性のコーテ
    イングがそれらの硬化した状態となるまで、折りたたま
    れた容器の閉鎖部の一部を前記マンドレルパツドの前記
    複数の凹所内に入れた状態で折りたたまれた容器の閉鎖
    部を押圧状態に保持する段階と； 前記シールされた容
    器を前記マンドレルパツドから外す段階と；を含む容器
    のシール方法。 ２ 折りたたみ可能な熱可塑性物質で２重コーテイング
    されたボール紙容器の底部をシールするための底部閉鎖
    部折りたたみ機に用いられるシール装置において、 容
    器をシールするためのものであり、突出部と凹所を備え
    た面と本体部とを有し、該突出部が前記底部閉鎖部と接
    触した状態において該接触部において超音波振動を底部
    閉鎖部に伝達し該接触部の超音波シールをなす封止作用
    ホーンと； 前記封止作用ホーンとの間に底部閉鎖部を
    はさむマンドレルパツドと； 前記封止作用ホーンと前
    記マンドレルパツドとを互いに押付ける方向に駆動する
    装置と；を有し、前記マンドレルパツドは少なくとも２
    つの異つた平面内に置かれた複数の面を有し、これらの
    面は、前記封止作用ホーンと前記マンドレルパツドによ
    つて前記折りたたまれた底部閉鎖部の前記封止作用ホー
    ンとの接触部にほぼ均一な力が加えられるように、底部
    閉鎖部の折りたたまれたパネルに対応した厚さが大きく
    なつた部分を収容する如く形を決められていることを特
    徴とする容器のシール装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、前記
    マンドレルパツドの複数の面はシールされる容器に用い
    られるボール紙の厚さの整数倍だけ離れたほぼ平行な面
    内に位置決めされている、容器のシール装置。
JP51020563A 1975-04-25 1976-02-26 容器のシール方法及び装置 Expired JPS6020187B2 (ja)

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US05/570,544 US3971300A (en) 1975-04-25 1975-04-25 Apparatus for ultrasonic sealing of non-uniform folded carton bottom closure
US570544 1975-04-25

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JPS51127874A JPS51127874A (en) 1976-11-08
JPS6020187B2 true JPS6020187B2 (ja) 1985-05-20

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