JPS63503376A - ホース状またはバッグ状の包装体、この包装体を閉じるためのクランプバインダー、この包装体を閉じる方法及びこの方法を実施するための機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ホース状またはバッグ状の包装材、主 にチューブ状の食品包装材を閉じる方 法、バインダー並びに縛り固定装置 本発明は、ホース状またはバッグ状の包装材、主に食品包装材を閉じる方法に係 る。包装材のくびれだ部分はリング状をした非金属材料のクランプバインダーに よりクランプされる。このクランプバインダーは両側から加えられる閉鎖圧力に よりくびれだ部分の周囲で絞られ、閉鎖圧力を加えた際に得られる形状に固定さ れる。

一典型的な包装製品には、繊維材料の多孔性ソーセージ皮膜を被せたンーセージ 商品や、例えばチューブ式の気密プラスチックシート材料を用いたスープおよび その他の種類の食品を包装するバッグまたはソーセージ状の包装製品がある。ソ ーセージ皮膜材料は、製品をスモーキング処理するために多孔性のものが用いら れ、製品に望ましい風味を加えまた長期間の保存に耐えられるように加工する一 方、プラスチックシート材料をできるだけ気密状態に密封して包装製品が長期間 にわたシ腐らないようにする必要がちる。

いずれの包装材を使用する場合にも同じような問題が生じている。すなわちくび れだ部分を充分な気密状態の下で縛シ固定し、ソーセージの場合にはスモーキン グ処理に先立ちまたはこの処理の途中にクランシバインダーが非常に滑シやすい 皮膜の上を滑ることがないように、またプラスチックシート皮膜を被せる場合も 同じようにクランプが滑らないようにし、且つ空気が侵入しない確実なシールを 形成する必要がある。いずれの場合にも、シート材料を傷付けてしまうこともあ る大きなりランプ圧力を加えることが一般に必要とされている。こうした製品で は、非常に多数の製品を排気することが実際に起きている。

こうした形式の縛シ固定には、はとんどの場合が金属クリップタイプのバインダ ー、すなわちＵ字形またはＣ字形をした金属ストリップを汎用してきている。こ れらストリップは包装材のくびれだ部分の上部に取り付けられ、かなり大きなり ランプ圧力を加えて折り曲げ、くびれた部分の周囲にリングを形成して閉じるよ うになっている。こうした金属クリップの長所並びに欠点についてはいろいろあ るが、ここでは製品の排気率の高さについての原因を明らかにする。これらクリ ップは包装材を気密状態にクランプして保持する能力に限界があシ、また金属が 使われていることにも大きな問題が残されている。概して、現在の規格では食品 との関係で金属の種類を特定していない。また金属クリップが抱える問題として 、これを手軽に用いてプラスチック包装材を非常に気密度の窩い状態に閉じるこ とができず、材料を少しでも傷付けてしまう可能性が高く、どうしても気密状態 が不完全となってしまうことが判明している。ここ数年来多種多様なプラスチッ クシート材が種々の食物製品の保存性を向上させるために開発されてきているが 、こうした改良プラスチック材料によっても同程度の気密度で包装材を閉じるこ とができない以上、これら改良品は実用性に問題があるものと認められる。

金属を用いたバインダーから離れて、プラスチックバインダーを使用する試みが いくつか挙げられる。しかしながらこれらバインダーの構造は、大型サイズの包 装材に使用するには不向きなこと、すなわち比較的厚いくびれだ部分をバッキン グするには適していない。

金属から作られていないこととは別に、プラスチックバインダーの長所はこれら プラスチックバインダーがロック手段を備えていることにあり、くびれた部分の 廻りに密着させて閉鎖リング状に固定し、これにより強い力でくびれた部分をク ランプすることができる。

こうしたクランプ圧力は、カウンタされたくびれだ部分からの回復曲げ力に抗し て曲がった状態をバインダー材料が維持できるかどうかの能力により制約を受け ることがない。

しかしながら周知のプラスチックバインダーには、ここでは詳しく説明されてい ない様々な欠点を抱えている。概してこのような周知のプラスチックバインダー は、金属クリップと根本的に同じ考え方を取り入れておシ、すなわちくびれだ部 分を取９巻いて滑らないように充分に密封固定し、くびれだ部分に気密度の高い シールを形成するようになっている。周知のプラスチックバインダーのほとんど のものはＵ字形をしたものを備えているためにサイズの大きな包装材には使用す ることができない。前記Ｕ字形をした脚部は向がい合ったカウンタ一部分の孔内 に受け入れられ、くびれだ部分の材料は受け入れ孔の縁でクランプされるように なっている。このためクランプ圧力が偏って加わり、シート材料を破ってしまう ことがある。

現在に至るまで、このようなくびれた部分の「スーパーシーリング」を行うのに 利用可能なプラスチックバインダーについて、他に診考となるものはない。

本発明に関連して、円環状のバインダーまたは前述のようにして形成された主要 部分を持つバインダーを用い、くびれた部分を縛り固定しようとするありふれた 考えに主に問題点のあることが判明している。実験並びに計算から、くびれだ部 分の内側部分に伝わるカウンタ圧力に抗してバリヤーを形成する周囲の圧縮部分 にどのような状況が起こるかが確かめられた。高い圧力が加えられると、圧縮さ れた周囲の材料の比較的薄い層が流動して軸方向にずれるが、材料が内側材料に 摩擦密着しているため、内側材料は外側材料のそうした移動ならびに変形によυ 軸方向に引っ張られることになる。この引張シ作用は非流動材料の持つ弾性によ って行われ、また加えられた大きなりランプ圧力により流動している材料の区域 内にある当該材料に隣接する内側材料はいわゆる破裂延伸限界を越えて、すなわ ち材料が破れてしまう限界を越えて延びてしまうことが頻繁に起こり得る。

こうした見方はプラスチックの包装材料に当てはまるが、同じよう々見方を繊維 材料の包装体にも取ることができる。両方の事例ともに、周知のバインダーのい ずれのものも安全な状態すなわち包装材料を傷付けることなく大きなりランプ圧 力を発生させる上で理想的なものがなかった。

前述した多数の廃棄商品は、様々な形状をしたバインダ一部分を用いて大きなり ランプ圧力を加える際、くびれだ部分に具体的に生じる現象を予め予測できなか ったことが背景にちる。こうした観点から、本発明は革新的な技術を提供するも のであると言える。金属クリップの一般的な使用法について、廃棄商品をできる だけ少なくするように量産に先立ち幾つかの実証テストが行われ、またクランプ 圧力を小さくして廃棄商品を少なくする試みが々された。材料の破れによる廃棄 物は少なくなったが、バインダーを包装材に確実に固定できないだめの不良廃棄 品は相変わらず発生している。各々のくびれた部分に２個またそれ以上のクリッ プを取り付けることが伝統的に行われてきた解決策であるが、廃棄品の割合はや はり高い。確実にシールされた縛シ固定部を得るために複数のクリップを使って も結局は役にたたず、いずれのクリップを用いても「スーパーシーリング」を得 ることができない。

前述したことから明らかなように、本発明の主要な目的は、比較的大きい縛り圧 力でくびれた部分を縛シ固定し、くびれた部分の材料が破れる危険性がほとんど なく、前記廃棄品を大幅に減らすかまたはなくすことのできる方法並びにバイン ダーを提供することにある。また同時に、本発明の他の目的は、くびれた部分を 「スーパーシール」した包装体を得るのに利用できる方法並びにバインダーを提 供することにある。当然ながらこの目的も１要なものの一つである。

本発明の新たな概念によれば、高いクランプ圧力と包装材料が破れる危険性を少 なくすることとの間の調和をとるために、バインダークランプのほぼ真っ直ぐな りランプ梁の向かい合った表面部分の間でくびれだ部分をクランプし、最終的な 形状へと圧縮する必要のあることが判明した。くびれだ部分の最終的な形状は、 はぼ平行なりランプ梁の縦方向に見て長方形の断面をしておシ、好ましくはフラ ンジ梁の間の距離の少なくとも２倍の長さを備えている。明らかなように、加え られるクランプ圧力とバインダーのサイズは箇々の製品によって変えられるが、 これらの適用に当たっては事前の準備、すなわち各種の条件を実験によって設定 することが行われ、廃棄品の割合全太幅に減らすことカテキる。はぼ平行なりラ ンプ梁の間にくびれだ部分を配置することにより、比較的大きなりランプ圧力を 包装材料の損傷なしに加えられることによる。

本発明は、クランプ圧力を包装材料に加えた際に、くびれだ部分の包装材料がど のような動きをするかを研究してきた成果に基づくものである。またこの研究に より、予め把握されている工程の基礎パラメータまたは開始パラメータ、すなわ ちケース材料の寸法並びに材料定数に基づいて正確にバインダーとこのバインダ ーを用いた時のクランプ圧力を選択できることが判明した。従って確認試験だけ によるものでは々い。しかしながら本発明では、発明の効果を簡素でしかも新規 な方法並びに付帯設備の条件を用いて表現できるため、発明の基礎理論を解説す る必要はないものと認められる。

簡単に説明すれば、クランプ圧力を真っ直ぐで平行なりランプ梁の間に加えれば 、クランプ圧力がくびれだ部分の内側材料に伝達され、湾曲したクランプ手段に 沿って圧力が加わりフランジ梁の長さ方向に圧縮の生じない物理的な効果が得ら れる。従って、比較的「柔軟」な仕方でクランプ圧力をくびれだ部分が吸収する ことができる。くびれだ部分に位置する材料の異なった隣接層は、圧力が加わっ ても挙動に大きな差は生じない。同様に、くびれた部分の物理作用は前記方向に 伝えられ、くびれだ部分の圧縮の程度は比較的小さくて済む。その結果、圧縮力 によって互いに摩擦接触するそれぞれの材料部分が実質的に擦れる動きをしない 。従って、包装材料が破れてしまうことがない。

向かい合った２つのクランプ梁を用いて必要なりランプ圧力を加え、クランプ梁 は所望の最終位置へ移動シティく。クランプ梁は基本的には剛性があるがまたは 曲がりに＜＜、引っ張り強度のある脚部分を介して端部同志が互いに連結されて いる。脚部分は少なくとも一部が相対するクランプ梁の受入れ開口内に嵌められ 、長さを変えて固定できるようになっている。製品によってくびれだ部分の全体 の厚味がそれぞれ変化するため、前記脚部分は受入れ開口内に適当な長さにわた り入り込み、また前記相対するフランジ梁の後部から多少突き出すことになる。

また標準バインダーの種類を少なくする上からは、そうした脚部端が後方に突き 出すタイプのバインダーを選択することが箇々の商品にとって都合がよいことも ある。しかしながら概してこの種のバインダーは、突き出したバインダ一部分が 隣接の包装体を傷つけてしまう欠点がある。従来技術では、クランプ作業中に脚 部分が大きく動くため、プラスチックバインダーに関する限り同種の問題が頻繁 に起きていた。後方に大きく脚部端が突出する問題点は、バインダ一部分の後部 位置で突出する部分を切除すれば簡単に解決できるとされてきた。しかしながら この方法によったのでは、満足のいく解決とはなりえない。食品の生産にとって 切断されたバインダ一部分が食品に混入するようなことがあってはならないため である。

本発明によれば、特定の長さの前記脚部分を持つ所定のバインダーであれば、多 種多様の製品にまたこれら製品のそれぞれ違った厚味のくびれた部分にも使用す ることができる。フランジされたくびれだ部分を前述した長方形とすることで、 脚部分の受入れ開口内への侵入または当該受入れ開口を通り越しての突出の程度 を、脚部分のクランプ時の差込み移動量が少ないために全体として小さくできる ことによる。従って、前述したようにくびれだ部分の厚さの変化に関係なく脚部 分の端部が受入れ開口内に留まるようにできる厚味の受入れフランジ梁を使用す るか、または脚部材が受入れフランジ梁の後部から僅かに突出する場合には、脚 部分の外側端部に丸みを付けてこれら端部が他の包装体を傷つけることがないよ うにすることによシ、前述した脚部分の切離しを具体的に避けることができる。

このためそれぞれの標準バインダーを標準品を縛り固定するのはもとより多種多 様な製品を縛り固定するのに利用することができる。標準品であればくびれだ部 分の全体の厚味は誤差が小さく脚部材の端部を切り離す必要がない。

本発明のこれらの効果は非常に重要でちるが、本発明によって具体的な反復可能 な方法で「スーパーシール」された包装体が得られるようになった点もさらに重 要である。スーパーシール包装体に必要とされる主な条件は本発明の原理に基づ いて考案され具体化された単純な構造にあることが判明しておシ、同時にこの要 件は本発明によらなければ実際に得られないことも明らかとなっている。

完全なシールを形成するには、くびれだ部分を横切ってすべての材料部分を周囲 のフランジに対して同時に強く押圧する必要がある。くびれだ部分の内側並びに この部分の表面には、包装シートのしわや折れ目により覆われてい々い複数の狭 い溝があり、これらの溝はシートの表面部分を圧縮して互いに密着した状態に押 えただけでは塞ぐことができない。こうした溝を塞ぐためには材料の該当箇所に 高圧を加えて実際にプラスチック材料を流動させる必要がある。またくびれだ部 分の全体にわたシしわが生じるため、くびれだ部分の各地点またはすべての部分 を大きな変形圧に晒しどの部分も傷つかないようにすることが、完全にシールさ れた包装体を確実に製作するだめの条件である。

本発明に係る方法を用いてくびれた箇所の中央部分に破損を生じることのない大 きな圧力を加えることができるのに対し、従来の金属クリップを用いたのでは圧 力が加わり過ぎる部分とそうでない部分が生じてしまう。換言すると、ある部分 に適当な圧力を加えた場合に他の部分に圧力が小さ過ぎるかまたは加わり過ぎて しまい、結果的に満足のいく状態に縛り固定することができない状況にある。

周知のプラスチックバインダーのものの中にはくびれだ部分にほぼ一定の圧力を 加えられる適当なものもあるが、前述したようにシート材料は穴の縁に押し付け られてしまい、圧力が加えられるとこの箇所でシート材料が簡単に破れてしまう 欠点がある。また従来技術では、はぼ一定の厚味と幅を持つ最終的に縛り固定さ れたくびれ部分′（ｉ：製作する努力が払われており、これも弊害となっている 。厚味すなわち向かい合ったクランプ梁の間の距離をくびれだ部分の幅よりも大 幅に小さくしない限り、くびれだ部分の中央部に他の材料部分に傷をつげないで 変形圧を加えられないことが理論的にも実験的にも判明している。同様に、はぼ 真っ直ぐな向かい合ったクランプ部分の間で縛り固定を行うことも重要である。

実際にはそれぞれの製品において、必要な結果を得るのに効果的なように、すな わち材料を全体的に流動変形させるが材料のどの部分にも傷をつけないようにク ランプ圧力を調節することが当然必要とされている。

これらの作用は直接観察することはできないが、試験または検査用のテストサン プルを作ることもできる。

本発明に係る「スーパーシール」された包装体を得られる条件は、クランプを取 り除きそしてくびれだ部分のチューブ状をした包装材料を広げ、次いで　１）材 料をよく観察して破れがあるかどうかを検査し、２）シート材料の箇々の部分が 前記流動変形に耐えたかどうかを調べるだめにシート圧を測定しこれに伴って材 料の軸方向の変位量と材料圧の恒久的な縮小量を加味することで明らかにするこ とができる。従って、材料が破れておらずしかもくびれだ部分の廻りすべてに厚 味の減少が見られれば、加えられた圧力は正確で、スーパーシーリング効果が得 られていることになる。製品は同じ取付は条件の下でそれぞれに選択されたタイ プのバインダーの取付けが開始されまた継続される。

プラスチックバインダーを使用する場合には、バインダーを固定した後に圧力を 加えていた工具を取り外すと、くびれだ部分を占める圧縮された材料が弾性的に 膨張する力を受けて幾分広がってしまう。通常ではこの膨張は許容することがで きる。加えられていた大きなりランプ圧力によって高いシール効果が得られ、か なりの圧力が解放された後にでも充分なシール効果が保たれているためである。

バインダーの固定す々わち連結脚部をフランジ梁に固定する操作は、クランプ工 具圧が解放された後にあまり大きな戻り運動が生じないように行われる。これに 対し、前述のようにすれば許容できる程度の僅かな戻り運動で済み、製品に見合 うバインダーの設計がし易くなる。

くびれだ部分を完全にシールするには、通常時にはくびれだ部分の断面形状と箇 々のプラスチックシート材料のＥ−モジュールに合わせて約１０〜５０％にわた り材料を圧縮する必要がある。すなわち材料をかないでしまうようにする必要が ある。特に低いＥ−モジュールのシート材料を使用するに当たって、「丈」の適 当でな〆。くびれだ部分の最も外側にある材料がバインダーの相対する薄いフラ ンジ梁を伴った強力なりランプ圧力により破れてしまうことがある。これに対し 、比較酌交の太きい長いバインダーを使用するのが理想的である。こうしたバイ ンダーを用いればくびれた部分の周囲にわたシ圧力を分散しシート材料に強い影 響が及ばないようにすることができる。この材料をクランプして全体的に軸方向 に延ばすこともできるが、比較的長いバインダーを使用する場合には軸方向の延 びは平均化され、部分的に弱められる。延び力は、バインダーの軸方向端部に隣 接して当該バインダーにより摩擦保持された材料部分から生じる弾性反力により 吸収される。

しかしながらそうした長いバインダーは必然的に高価となり、また「短い」バイ ンダーを用いて、すなわちバインダーのクランプ動作に用いる工具を適切に設計 することにより同じような効果を得ることができる。

すなわちここで必要とされる効果は、縛り区域のすぐ外側に位置するくびれた部 分の材料を、保持した材料が自由に軸方向に変位しないように外向きに保持する ことによって得られる。こうした作用は、特殊なりランプ工具部分によって行う ことができる。クランプ工具部分は、バインダーと一緒になってクランプ動作を 行い、当該バインダーの両端のすぐ外側にあるくびれだ材料部分をクランプする ようになっている。これによシ、実際の縛り固定部分に生じるＥ−モジュールの 増加に伴って生じる材料の軸方向の延びに対し摩擦抵抗が得られる。その結果、 大きなりランプ圧力を「短い」バインダーに加えることもでき、材料が破れてし まうことがない。クランプ圧力が解放されクランプ工具部分を取シ外せば、縛シ 固定圧力により事後膨張が生じるが、縛シ固定部分の材料のすべての箇所で必要 な圧縮と軸方向の変位が一旦得られれば、既に説明したように縛シ固定部分の内 側で付随的に圧力が低下するかどうかは重要ではない。

バインダー開口はくびれだ部分の断面形状にほぼ見合うように予め配置され、フ ランジ梁の間で圧縮されることにより包装材料が横に大きく広がってクランプ梁 の間を連絡するクロス脚部に引っ掛かってしまわないようにすることが重要であ る。

以下、図面に基づいて請求の範囲に特定されている発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係るバインダーの分解斜視図である。

第２図から第４図は、バインダーの使用方法を示す概略説明図である。

第５図と第６図は、変更例のバインダーのそれぞれ斜視図と断面図である。

第７図と第８図は、バインダーの他の２つの変更例を示すそれぞれ斜視図と断面 図である。

第９図は、さらに他のバインダーの実施例を示す斜視図にして、このバインダー は使用の準備段階にある。

第１０図から第１３図は、「スーパーシーリング」縛り固定の一連の工程を示す 平面図である。

第１４図から第１７図は、縛シ固定の一連の過程を示す縦断面図である。

第１８図は、別の変更例のバインダーを示す概略平面図である。

第１９図は、補助工具を用いた縛シ固定操作を示す一部を断面にした側面図でち る。

第２０図は、補助工具を用いた縛り固定操作を示す斜視図である。

第２１図は、くびれだ包装部分にバインダーを取り付ける状態を示した斜視図で ある。

第２２図は、くびれた包装部分にバインダーを取り付ける状態を一部断面で示し だ平面図である。

第１図から第４図に示したバインダーは、クランプ梁４および２つの脚部６を備 えたＵ字形をした部材２と、前記脚部６用に２つの貫通孔１０を備えた比較的厚 味のあるルーズなりランプブロック梁８とで構成されている。滑らかな脚部６の 端部は、僅かに起伏する側壁を持つ縦方向のスロット１２を備えている。また箇 々の脚部端には楔部材１４が設けられている。楔部材は前方に突き出していて、 簡単に壊すことのできる連結部１６を介し脚部に保持されており、楔部材１４を スロット１２内に押し込めば連結部１６は壊れ、脚部端部分を横に広げることが できる。また楔部材の側壁にも起伏が設けられている。

楔部材１４は、２つのバインダ一部品２と８を外側シートケーシングを備えたチ ューブ状包装体のくびれだ部分１８の周囲で互いに連結する際、第２図に示すよ うに孔１０に挿入できるように設けられている。第３図の矢印が示すように、こ れら部品を互いに圧縮すれば、クランプ梁４と８は、所定の望ましい大きさの閉 鎖圧力をくびれた部分１８に加えるようになる。くびれた部分はこの閉鎖圧力に よシ所定の許容誤差の範囲内で一定の厚味まで圧縮される。箇々の製品毎に適当 なりランプ２．８が選択される。クランプは包装シートの総断面積に見合う大き さのものが選択され、最終段階では、バインダーの縛り固定部分が平行な梁４と ８の縦方向に見て長方形の形になり、脚部６の間のスペース全体を完全にまたは ほぼ密着した状態で塞ぐようになる。好ましくは、脚部６の間の幅は少なくとも 梁４と８の間の距離の２倍にする必要がある。

バインダーを図示されていないフランジ工具の間に挾んで最終位置まで差し込ん でから、第４図に見られるように楔部材１４をスロット１２内に押し込むかまた は打ち込み、脚部６の端部分は孔１０の内側で広がり当該孔から抜は出さないよ うに固定することができる。固定を確実に行うために、孔１０を僅かに後方に向 けて反らせるすなわち幾分せばめた入口端を設けておくこともできる。

縛り固定しようとする製品が例えばソーセージタイプのもの、すなわち多孔性包 装材で包んでちる場合には、脚部６の間のスペースはくびれだ部分１８でほぼ塞 がれれば充分である。これに対しプラスチック包装材を高い気密状態に密封した い場合には、このスペースは以下に詳細に説明するように完全に塞がれていなく てはならない。しかしながらいずれの場合にも、梁４と８の間に挾まれたくびれ だ部分の前述の長方形の形は比較的高いクランプ圧力が均一に加わるようになっ ており、包装材料が破れてしまうことがない。従って両方の場合共に、くびれ部 分にクランプを非常に強い力で宛かうことができる。

またいずれの場合にも脚部の自由端を孔１０の内部に完全に納めておくことで、 これら自由端が後方に突出して切離し部材とはならないようにすることができる 。このように構成しておけば、連続してくびれ部分１８を形成しながら包装材の 総断面積の所望のまたは既知の許容誤差に合わせてブロック梁８の厚味を設定で きることになる。実際には、勿論のこと厚味の異なる少数のブロック梁８を孔１ ０の間の距離の異なるこれに見合う少数のブロック梁として利用することもでき る。しかしながら、比較的少数のサイズの異なる標準バインダーを用意しておけ ばほとんど用の足りることが判明している。脚部端は、脚部をブロック梁８に固 定しである方法に関係なく、ブロック梁の後方端から突き出すことがある。こう した状況も、脚部の自由端が丸みを帯びた形に作られていて特定の切離し部材に なっていない場合にはそのままにしておくことができ、切断する必要はない。

脚部端が突き出してしまう問題点は、勿論のこと標準品として非常に厚味のある ブロック梁８を使用すれば解消できるが不必要に厚くすることはコスト高になる 。このことは、これまで説明してきたバインダーが数百万個の単位または数十億 個の単位で用いられることから非常に重要である。

前述したように、向かい合ったクランプ梁４と８は真っ直ぐが理想的であり、ま た真っ直ぐであるが僅かに湾曲した形状の残るものでもよい。くびれだ部分１８ は膨張しようとし、その結果、梁を外向きに曲げようとする。ブロック梁８は厚 味があるために簡単には曲がらないが、梁４はクランプ工具圧が取り除かれた後 に残存する曲げ力に抵抗できる均一々厚味を備えたものに構成しておく必要があ る。この梁４が厚くなり過ぎないようにするために、工具クランプ圧は最終的に 必要とする圧力よりも幾分大きくしておかれ、バインダーが工具から離れると梁 がくびれ部分１８の内部圧力によって僅かに変形するように圧力は設定されてい る。これとは別に、クランプ圧力はブロック梁８と脚部６の最先端部すなわち梁 部分４の外側端部との間に加えることもできる。この梁部分は僅かに内向きに湾 曲していて、クランプ圧力が脚部最先端部だけに加わわると真っ直ぐになるよう になっている。また梁４に連動するクランプ工具に同じような状況を作り出すた めに僅かに湾曲させてお（こともできる。

第５図と第６図にはバインダーが示されている。図中には、ブロック梁８の両端 部分に金属−ン２０が配置されている。ただしそれぞれの孔１０内には未だ挿入 されていない。脚部６はビン２０によシ最終位置に固定可能であることが理解で きる。ピンはお互いに向けて押し込まれ、第６図の左側に示すように、脚部端部 を貫通して孔１０の内壁の母材内に差し込まれている。泥６図の右側に点線で示 すように、脚部の自由端を前述したように滑らかな丸みを付けた形に作り、これ ら自由端がブロック梁８の後方側部を幾分越えて最終的に幾分突き出すような場 合にでもこれを切除する必要はない。

第７図に示したバインダーでは、脚部６の中間位置には横向きのスロット２２が 形成されている。これらスロットは、ブロック梁８の箇々の端部分に設置された 楔部材２４に係合させることができる。前記楔部材はブロック梁の凹所内に設け てあり、スロット２２内。

Ｋ内向きに押し込んで脚部の端部分を広げこれ全固定することができる。

第８図には、ヒンジ部分を構成するかまたはヒンジ部分′！ｉｌ−備えた脚部分 ７を介して、梁部分４と８を片方の端に恒久的に相互連結する構造のバインダー が示されている。こうした構成により、２つの梁は実線で示した開放位置から点 線で示す閉鎖位置に向けて閉じることができる。その結果、梁４の自由脚部分２ ６は梁８の自由端にある穴の開いた脚部分２８内に挿入することができる。この 穴は３０で示されている。脚部分２６は矢じ形状の突起３２を備え、また穴３０ はこれら突起に形状が一致する雌形の矢じ形状の部分３４を備えている。これら 矢じり状の部分は、脚部分２６を穴３０内に差し込んでしまえば脚部分が穴から 抜は出さないように確実に保持することができる。この場合には先の図面の脚部 ６の場合と同じように、脚部は梁４と８に最終的なりランプ圧力を加えた際の位 置に正確に固定されないが、前にも述べたように僅かに後退することは通常許容 されている。梁４と８は他の例と同じように真っ直ぐにすることができるが、第 ８図は幾分湾曲した梁でも使用できることを教えている。他の図面においても同 様である。脚部７の長さは調節不能であり、梁４と８は最終位置にあって完全に 平行ではないが、通常の状態から幾分ずれることはある程度許容でき、重要な効 果が失われてしまうことはない。

第９図には、前方に突き出た脚部４０の付いた底梁３８を備えているＵ字形をし た部材３６と、前記脚部４０を受け入れることのできる孔４４の形成されたルＸ ％にクロス梁４２とで構成されているプラスチックバインダーが示されている。

Ｕ部材３６ば、チューブ状包装体４８のくびれだ部分４６に横向きに宛かった状 態に示されている。チューブ状包装体には固形、半固形または液体状の食品を入 れておくことができる。

脚部４０の外側には、小さな突起５０が設けてあり、これら突起は箇々の穴４４ の外側壁に設けた相対する保持リブ５２と係合するようになっている。

くびれだ部分４６を縛り固定する操作は、孔４４内に脚部４０を嵌めた状態で梁 部分３８と４２を互いに押すことにより手軽に行われる。ここで重要力ことは、 ５３で示したプラスチックから々る気密性の高い包装材料のくびれだ部分４６を 「スーパーシールされた状態に」縛り固定できる点にちる。この包装材料は必ず しもくびれだ箇所にきちんと整頓された状態に配置されるとは限らないが、材料 は互いに寄せ合わされてＵ字形部材３６の開口内に配置された状態にある。この Ｕ字形の部材は後でクロス梁４２と連結される。

縛り固定の初期の段階において、脚部４ｏの端部が穴４４の前方端に到達したあ たりから、くびれだ部分４６のシート材料は梁３８と４２が互いに接近してくる のに抵抗し始める。従ってシート材料５２は未だ緩い状態でパックされているに 過ぎず、第１０図に示すようにバインダーの開口には未だ余裕が残されている。

後続の第２の段階では、第１１図に見られるように、充分な圧縮が行われるまで すなわちバインダーを通り抜ける軸方向の隙間通路をすべて塞いでしまうまで、 梁３８と４２は互いに押圧され、原理的にはバインダーの開口面積がチューブ状 材料５２の総断面積にほぼ等しい状態となっている。材料５２には、向かい合っ たクランプ梁の中間部分に直に接して位置する箇所に最も大きな圧力が加わる。

またこの圧力は、コーナ一部分にかけて零まで減少していく。こうした現象は、 変形可能なシート材料が前記梁部分を外向きに押すことで生じている。材料は変 形可能なだめに、前述の高い圧力の加わっている箇所ではコーナ一部分に隣接し て圧力が加わるよりも先に幾分軸方向に延びる。従ってこうした状況が起きれば 、シート材料の総断面積は自由力状態の時のシート材料の同じ箇所の総断面積に 比べて幾分せばまった状態にある。

−シート材料は、当該材料が縛り固定用の開口のコーナーに押し付けられるよう になるまでに、脚部４０の中間部分で横方向外向きに圧縮されている。従ってこ れらの箇所では向かい合った一対の圧縮部分が生じておシ、これら圧縮部分は圧 縮されたくびれた部分の材料の内部摩擦によりクランプ梁３８と４２の向かい合 ったそれぞれの端部の間で圧力ブリッジとして作用する。従ってフランジ梁に加 えられたクランプ力はブリッジ部分の中央箇所にはすぐさま伝わらない。こうし たことから縛り固定箇所の断面の隅ずみまで初期圧力を及ぼそうとすれば、クラ ンプ梁にはかなり大きなりランプ力を加えておく必要がある。従ってクランプ梁 ３８．４２の中間部分の付近およびコネクターの脚部４０のそばに位置するシー ト材料には、それぞれ軸方向の延びが生じることになる。

こうした状況の下では、前述したように、円形の周面またはその一部に沿って実 質的に細くなっているくびれだ部分に充分な大きさの閉鎖圧力を加えることがで きない。加えられた圧力が表面材料を損傷してしまうぐらいに大きくないと、周 囲に加わる圧力ブリッジが邪魔となって内部区域に充分な圧力が及ばないためで ある。

脚部４０の有効長さが梁３８．４２の有効長さよりも大きいか、または梁の長さ の２分の１よりもさらに長いバインダーにも同じことが言える。こうした場合に 生じる脚部に沿った圧力ブリッジは、梁のクランシカを強めてこの圧力ブリッジ の箇所の材料が破れてしまう程まで圧縮しない限り、＜びれた部分の中央部分に 初期圧力を加えられない。こうしたことから完全なシールを行うことができない でいた。

こうしたことから、縛り固定の断面はクランプ梁の間を平らにすることが重要と される。

完全なシールを形成するには、梁３８．４２は第１２図に示すように互いに押圧 され、くびれだ材料は積極的に変形されまた断面のあちこちの部分で軸方向に延 ばされる。軸方向の延びの大きさはすべての部分にわたり同じではないが、すべ ての部分においである程度の延びが生じるならばこのことは重要ではない。

第１３図に示すようにクランプ工具をバインダーから取り外せば梁は幾分はらみ 出すが、すべての変形が行われた後であれば、変形されたくびれだ部分の圧力低 下はほとんど問題とならない。突起部分５０．５２によシ、Ｕ字形の部材３６は クランプ工具が取り外される際に位置する状態に固定される。ただし突起が細か くなければある程度戻る動きをすることもちるが、とシわけ材料のＥ−モジュー ルが低ければ問題とはならない。Ｅ−モジュールが高い材料の場合には、例えば 第１図から第７図に示すようなステップの付いていない自己固定タイプのバイン ダーを使用することが好ましい。

くびれだ部分の中間部の圧力分布が第１４図から第１７図に図解説明されている 。図中にてａからｄは筒筐の圧力レベルを示している。

実際には零であるレベルａは、寄せ集められているがまだ圧縮されていないくび れた部分に加わっている圧力を表わしている（第９図と第１０図）。

第１５図に示すレベルｂは、クランプ梁が前進して第１１図に関連して説明した ように材料を圧縮している時期に、くびれだ部分の中央部に加わる僅かに大きく 々つだ圧力を表わしている。クランプ梁に隣接した位置の圧力はレベルｂよシも 幾分高い。

レベルＣは、第１２図に示すように材料の圧力変形に伴って中央部に加わる最大 圧力を表わしている。

第１７図に示すレベルｄば、第１３図に見られるように外側クランプ圧力を取り 去った最終圧力を表わしている。

材料内の圧力の状態を表わしている縦方向の線は、材料の軸方向の延びの度合い を示している。

第１０図から第１３図は、脚部４０がクランプ梁４２の後側からかなりの長さに わたり突き出し、第１３図に点線で示すように切り取られた状態を示している。

いずれのバインダーも利用することができるが、第１図から第６図に関連して説 明されているような、脚部を切断しなくてもすむように予め作られたバインダー を使用することが望ましい。第１８図は、他の自己固定式のバインダーを示して いる。このバインダーの脚部は滑らかであるが、受入れ孔内には尖った内側縁５ ６が矢じり状に設けられている。この内側縁は脚部側に向けて突き出してお９、 脚部が孔から外れるのを阻止している。

バインダーの脚部が包装材料を受入れ孔内に引きずシ込まないように、すなわち 脚部端が孔内に入り込んでしまうまでは材料を孔の端から遠去けておくことが大 切である。また脚部および孔は、脚部の内側側部が相対する孔の縁に緊密に係合 して、圧力が加えられている際に包装材料が脚部と孔の縁の間からスロット内に 入り込んでしまわないように配置されている。

理想的には、梁を長くしてくびれだ部分の最終形状をできるだけ細長くすべきで あるが、当然のことながらこの方式によればクランプ梁を充分な剛性を持たせて 固定する必要があり、非常に重いものとなる。実際には、くびれた部分は側部比 がに８のほぼ矩形な断面よりも細長くする必要はない。通常では側部比は１：４ 程度にされ、断面全体の効果的な圧縮変形全行うには最大でも１：２までである 。

断面積並びに縛り固定しようとする包装材のタイプに関する情報を基に、適当な バインダーのサイズを事前に選択することができる。すなわち、くびれだ部分を 最終的に例えば２０〜４０チまたは必要な程度まで圧縮変形する際、通常では約 １　：　２．５から１＝６の範囲の側部比を持つ矩形開口内で保持する必要があ る。

バインダーの幅（クランプ梁の長さ）は少々くとも事前に決めておくことができ る。次いで脚部６と４０の２図、第９図、第１，０図）をＵ字形の部材２，３６ 内に保持し、脚部端を先ず孔１０．４４内に挿入してから圧力が包装材料に加わ り始めるようにする。また他のパラメータにブロック梁８，４２の厚味がある。

このブロック梁の厚味は、理想的には、梁の後方側部から自由脚部端が事実上突 出しないでも最終的なりランプ状態となるように選択する必要がある。従ってこ れら梁の厚味は実用試験によって簡単に選択することができる。

実際の使用に当たっては、当然のことながら、くびれだ部分がクランプ梁の間に あって最終的に所定のサイズまたは厚味になるようにクランプ操作を制御するこ とが重要である。クランプ圧力を充分に高めて材料を流動させる際、例えば２０ 〜４０％の有効変形が得られたことが測定された場合、圧力を急激に解放する必 要がある。また好ましくは、クランプ工具手段の作動ストロークを積極的に制限 して、最終的にくびれだ部分が所定の厚味に達する時点でクランプ梁のクランプ 移動を止めるようにする必要がある。こうした用途に用いる調節可能な適当な停 止手段は、工具装置に簡単に取り付けることができる。

このようにすればクランプ圧力が過度に加わることがなく、変形を起こさせるの に必要なだけの圧力が加わることになる。通常では、バインダーの有効幅のｘｍ 当たり約１　口ＯＫｐの圧力を加えれば充分である。

くびれだ部分の許容可能な形状および前記スーパーシーリング？得る上で必要な 最小クランプ圧力について、包装材料並びにバインダーにとって必要なすべての 材料定数に関する情報に基づき理論的且つ実験的に表現できることが判明した。

ただし、この処理については、前述したように実際の試験に基づいた手続きによ シ正確な状況を把握できることから、本明細書で詳しく説明することは不必要と 思われる。

また、専門家が本発明の記載事項に基づいて検討を加えれば、物理的な計算の観 点から問題を取り扱い必要な結果を得ることもできるであろう。換言するならば 、結果が予め分かつている場合には専門家ならばこれが励みとなって課題にさら に検討を加え、発明を科学的に証明して様々な製品に有効に使用できる構造のも のを製作し、今までのものよりも少なくとも１０ないし１００倍優れたシールを 得ることができる。

前述したように、バインダーの外側から包装材料全外部保持して材料、特に低Ｅ −モジュールすなわち比較的柔らかい包装材料が軸方向に移動するのに抗する抵 抗力を高め、必要とするクランプ圧力並びに向かい合ったクランプ梁の相互クラ ンプ変位量を少なくすることのできる利点がある。こうしたことからクランプ梁 の厚味を減らしまたバインダーの軸方向寸法を小さくしで、安いバインダーを提 供することができる。この技術は第１９図と第２０図に概略的に示されている。

これら図において、一部円筒形のクランプ部材５８がバインダーの両端に隣接し て両側から包装材料のくびれた部分を押え付けた状態に示されている。また機械 の工具装置に属するクランプ部材は、バインダーのクランプ梁を互いにクランプ する矢印６０で表わした所定の工具を備えている。轟然のことながら、クランプ 部材５８は材料を破ってしまうほどの力で圧縮することがないように管理する必 要がある。図面中ではクランプ部材はアーチ状に示されているが、箇々のバイン ダー梁に隣接した位置で作用する平坦なエレメントであるのが好ましい。

第２１図と第２２図において、向かい合った案内板６４の間でスロット６２に沿 ってくびれだ部分１８゜４６を移動させて当該くびれだ部分にバインダーを装着 する状態が図示されている。そうした案内板は、縛り固定する位置の上方と下方 に設けられている。スロット６２は入口端に広がった部分６６を備えている。

この広がった部分は、くびれだ部分全導入することによりせばめていく働きをし ている。Ｕ字形の部材２またば３６のスロット６２の放出端は適当な保持後退手 段６８により支持され、自由脚部端が案内板６４の外側端を越えて僅かに突出す るようになっている。適当な駆動手段（図示せず）により動かされるブロック梁 ８または４２によシ、スロットに沿って縛られる材料が押し出される。特に第２ ２図の平面図から明らかなように、縛られる材料は脚部端がブロック梁に挿入さ れる時点ではブロック梁の孔から離れた位置に保°持され、またブロック梁を相 対する梁４．３８に向けてさらにクランプ移動させ初期圧縮が行われる以前に既 にバインダー開口全体を塞ぐことができる。縛った部分は横向きに取り外すこと ができ、またこの操作を繰り返すこともできる。クランプ部材５８（第１９図、 第２０図）を用いる場合、これらクランプ部材は案内板６４のそれぞれ上下に配 置する必要がちる。

ここで、「スーパーシーリング」された包装物を構成する例を幾つか挙げてみる 。

例１ 厚さ：　０．０５９ｍｍ 周囲長さ：５００關 延伸限界：１６５％ バインダーの丈：６ｍ＋＋ バインダーの有効幅＝７龍 変形前のバインダーの有効厚さ＝４．２■変形後のバインダーの有効厚さ：２． ８ｍｍ付加したクランプ圧力ニ　７００〜８００　ｋｐ（２，８ｍｍでクランプ を停止） 例２ 包装材料：ＢＴ−１、クリオバック、ＵＳＡ降伏点”　０Ｏｋｐ／Ｃｍ２ Ｅ−モジュール：　４，６００　ｋｐ／鑞２厚さ：　０．０８龍 周囲長さ＝８００關 摩擦係数（実測値）　：　０．２０ 延伸限界：１３０％ バインダーの丈ニアｍｒｘ バインダーの有効幅：１２■ 変形前のバインダーの有効厚さ：５．４ｍｍ変形後のバインダーの有効厚さ：２ ．５ｍｍ付加したクランプ圧力ニ１．２［］Ｏｋｐこの例では、変形は限界に近 づいており、従って安全性を高めるために第１９図と第２０図にあるような外部 クランプ手段を用いるようにするとよい。

これらの実例は材料の様々な特性の名目上の値に基づいてお９、これら値は少な くとも一部が許容誤差の範囲内で変化することについて考慮はされていない。

例　３４ 材料：　ポリエルテル　ポリエチレン 降伏点：　ｋｐ／ｃｍ２８００　１３０Ｆ−モジ’−−ル：ｋｐ／ｃｍ２１３． ２００　２．１００厚さ：　ｍｍ　Ｏ，０１７５０，０９５周囲：朋　４００　 ８００ 摩擦係数’　０．２４　０．２７ 延伸限界：　２５％　４１０％ 幅：＊ｍ　４　ｉ６＋ 厚み：開始時ｍｍ　１．７５　４．７５停止時ｍｒｘ　１，４５　２．６ 圧力ニｋｐ　４００　７００ 第４の例では、バインダーは第１９図と第２ｏ図に示す外部クランプ５８を用い て幅をせばめることもできる。

バインダー自身は、デルリンまたは同じょう々硬質材料から構成することもでき る。

Ｆｉｇ、１０　Ｆｉｇ、１１　Ｆｉｇ、１２　Ｆｉｇ、１：３国際調査報告 ｌ、、ｌｅ＋ｎｕ、ａｐ＋ｌ　ＡｏｏＬ＋＋１．ｏ＊　Ｎ。　ＰＣＴ／ＤＫ８７ １０００６４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ホース状またはバッグ状の包装材、主に食品包装材を閉じる方法にして、包 装材のくびれた部分はリング状をした非金属のクランプバインダーによりクラン プされ、当該クランプバイングーは両側から加えられる閉鎖圧力によりくびれた 部分の周囲で絞られ、最終的な閉鎖圧力を加えた際に得られる形状に固定される 方法において、くびれた部分はバインダークランプのほぼ真つ直ぐになつたクラ ンプ梁の向かい合った表面部分の間にクランプされそして最終的な形状に圧縮さ れるようになつており、この最終的な形状でのくびれた部分はほぼ平行なクラン プ梁の長手方向に見て断面が長方形をしており、好ましくはクランプ梁の間の距 離の少なくとも２倍の長さを備えていることを特徴とする方法。 ２．向かい合ったクランプ梁の箇々の端部を互いに連結するバインダー部分は一 方の梁の少なくとも一方の端部に脚部部材を有し、当該脚部部材は相対する梁の 受入れ通路内に固定可能な方法で受け入れられるように操作することがてき、ま た当該方法は切り離したり引きちぎらないでそのまま残される自由脚部端部材に より実施され、当該自由脚部端部材は前記通路内に完全に収容されるか、または 当該自由脚部端部材が通路の後方端を事実上越えて突出する場合には、丸みを付 けた端部にされているような請求の範囲第１項に記載の方法。 ５とりわけプラスチックのくびれた包装材料を非常に効果的にシールすることが でき、バインダーは前記最終的左形状においてバインダー開口を縛り材料が完全 に塞ぐように選択されまたそうした状態に縛り材料が記憶されるようになつてお り、この材料はクランプ梁の間で圧縮力に晒され、最終的なくびれ部分の各各の 箇所で、プラスチック材料は破れてしまうほど延びない範囲で効果的に軸方向に 変位され、全体的に軸方向に延びた状態とされる請求の範囲第１項に記載の方法 。 ４．加えられる圧力は縛り材料を変形させるのに充分左大きさがあり、また向か い合ったクランプ梁はある相互距離をおいて機械的に停止されるようになってお り、当該相互距離は、材料全体を軸方向に延ぼすのに必要な大きさからなるクラ ンプ梁の間の有効距離に相当している請求の範囲第５項に記載の方法。 ５．比較的軸方向長さめ短いバインダーを用いて、軸方向に延びている材料が破 れるほどに延びてしまわないようにするために、バインダーの両端のすぐ外側に あるくびれた材料部分をクランプ工具部材の間で機械的にクランプし、軸方向に 安定化させる一方でクランプ梁を最終位置に向けて押圧するような請求の範囲第 ４項に記載の方法。 ６．請求の範囲第１項または第５項に記載の方法に用いられる、ホース状または バッグ状の包装材を閉じるためのクランプバインダーにして、当該クランプバイ ンダーは非金属材料からなり、また向かい合った２つのクランプ部分並びにこれ らクランプ部分の間にあつてクランプ部分と共に環状のバインダー構造を形成し ている連結手段を有し、当該連結手段の少なくとも一方はクランプ部分の付属箇 所と相互に連絡して間にスペースを互いに形成するように機能し、クランプ部分 の両側からくびれた包装材部分に対して力が加えられるようになつたクランプバ インダーにおいて、向かい合ったクランプ部分はほぼ真つ直ぐなクランプ梁によ り構成され、また連結手段は圧縮されていないくびれた部分の周囲でバインダー を閉じることができるように、またクランプ梁を互いに押し付けてくびれた部分 を最終的な形状に圧縮できるように構成されており、しかも梁はほぼ平行になつ ていて、箇々の連結手段の間のスペースよりもお互いから短い距離を開けてある ようなクランプバインダー。 ７．クランプ梁の一方は、真つ直ぐな底部分を持つ剛性のあるＵ字形の部材を構 成するように各端部に横向きに突出する脚部材を備え、外側クランプ梁は脚部材 をそれぞれ受け入れる２つの孔を備え、箇々の脚部材および／または孔に加えて 拘束手段が設けられ、脚部材を孔から抜け出さないように固定するようになつて いる請求の範囲第６項に記載のバインダー。 ８．拘束手段は、脚部材の自由端から突き出していて脚部端と共に孔内に挿入し 当該孔の反対端から圧縮することのできる楔部材を有し、脚部端の断面積をこの 脚部材が抜け出さ互いように広げて孔内に固定することができる請求の範囲第７ 項に記載のバィンダー。 ９．請求の範囲第１項、第５項または第５項に記載の方法と共に用いられる、く びれた包装材部分にクランプバインダーを取り付けるための装置にして、くびれ た部分に対し向かい合つたバインダー部分を押圧するための手段を有しており、 さらに、クランプバインダーの軸方向両端のすく外側にあるくびれた材料をクラ ンプし、クランプバインダーで取り囲まれた材料部分が過度に軸方向に変位しな いように安定化させる働きをするクランプ工具手段を有していることを特徴とす る装置。