JP3572429B2

JP3572429B2 - 容器に対する蓋の高周波加熱シール装置

Info

Publication number: JP3572429B2
Application number: JP23238295A
Authority: JP
Inventors: 芳文三木; 義一安田; 豊青山
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd; SPC Electronics Corp; Showa Denko Packaging Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd; SPC Electronics Corp; Resonac Packaging Corp
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0977006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属箔層を含んだ蓋をガラス容器等に高周波加熱シールするのに使用される、容器に対する蓋の高周波加熱シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蓋の容器口縁部対応部分を加熱するリング状の誘導加熱用コイルと、蓋を容器口縁部に押圧する耐熱弾性体とを備え、誘導加熱用コイルに高周波電流を流して蓋の容器口縁部対応部分を誘導加熱するとともに、耐熱弾性体により蓋を容器口縁部に押圧することにより、容器に蓋を高周波加熱シールする装置は、従来より知られている（特公昭４７−５０１５６号公報参照）。
【０００３】
また、誘導加熱用コイルに接して磁束集中用磁性体を配置し、加熱効果を増加させることも知られている（実公昭６０−１３７６７号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の容器に対する蓋の高周波加熱シール装置により、ガラス容器のようにシール面が平坦でないものに蓋をシールする場合、耐熱弾性体の厚みが薄いと、加圧時に容器と蓋を密着させる効果が乏しくかつ耐久性にも欠けるため、耐熱弾性体の厚みは２〜３ミリ必要となる。
【０００５】
ところが、耐熱弾性体の厚みを２〜３ミリと厚くとすると、誘導加熱用コイルと蓋の距離が離れるために、蓋の加熱すべき部分における磁界の集中性が弱まって、必要な加熱効果が得られなくなってしまう。したがって、容器の口径より大きい蓋をシールする場合や、開封用つまみ部付き蓋をシールする場合には、蓋の外周縁部に沿って発熱が起こるため、シール部が十分加熱されずにシール強度不足になったり、また、十分なシール強度を得るべく強く加熱すると熱量過多となり、蓋の外周縁部や開封用つまみ部に焦げが発生するという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、容器の口径より大きい蓋をシールする場合や、開封用つまみ部付き蓋をシールする場合であっても、十分なシール強度が得られ、かつ蓋の外周縁部や開封用つまみ部に焦げが発生することがなく、しかも、耐熱弾性体の厚みを厚くできるため、ガラス容器のようにシール面が平坦でないものに対しても十分なシール性が得られる容器に対する蓋のヒートシール装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による容器に対する蓋の高周波加熱シール装置は、蓋の容器口縁部対応部分を加熱するリング状の誘導加熱用コイルと、蓋を容器口縁部に押圧する耐熱弾性体と、磁束を集中させて加熱効果を増加させる磁性体とを備えている、容器に対する蓋の高周波加熱シール装置において、耐熱弾性体はリング状で、その内径が容器口径にほぼ等しく、磁性体はリング状または円盤状で、耐熱弾性体の内側にこれと間隙をおいてかつ底面同士が同レベルとなるように配置され、コイルが、磁性体と耐熱弾性体との間隙を埋めかつその底面が磁性体および耐熱弾性体の各底面とほぼ面一である環状下方突出部を有していることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の容器に対する蓋の高周波加熱シール装置によると、誘導加熱用コイルに高周波電流を流したさいに生じる磁束は、磁束集中用磁性体により集められ、蓋の容器口径のすぐ内側に対応する部分が強く加熱される。この熱が蓋の容器口縁部対応部分すなわち蓋のシールされるべき部分に伝わり、蓋の容器口縁部対応部分が耐熱弾性体に押圧されることにより、蓋が均一にヒートシールされる。
【０００９】
上記の加熱作用は、耐熱弾性体によっては、弱められることはなく、耐熱弾性体の厚みを厚くしても、加熱性能が低下することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示す容器に対する蓋の高周波加熱シール装置は、金属箔層を含んだ蓋（７）をガラス容器口縁部（９）に加熱シールするもので、蓋（７）の容器口縁部対応部分を加熱するリング状の誘導加熱用２次コイル（３）、蓋（７）を容器口縁部（９）に押圧する耐熱弾性体（６）、磁束を集中させて加熱効果を増加させる磁性体（４）を備えたシールブースタ（１）と、２次コイル（３）と磁気結合するようにシールブースタ（１）の上方に配置された１次コイル（２）とを備えている。２次コイル（３）は、１ターンコイルを形成するためのスリットを有している。１次コイル（２）はプラスチック等の絶縁物に内蔵されて、シールブースタ（１）上方で固定されており、シールブースタ（１）は１次コイル（２）に固定されている。
【００１２】
耐熱弾性体（６）は、シリコンゴム製で厚さが３ｍｍの断面形状が方形のリング状であり、その内径は容器（８）の口径に等しく、その外径は容器口縁部（９）の外径よりも大きくなされている。
【００１３】
磁性体（４）は、フェライト製で断面形状が方形のリング状であり、耐熱弾性体（６）の内側に間隙をおいて配置されている。磁性体（４）の底面は耐熱弾性体（６）の底面と同レベルで、その厚さは耐熱弾性体（６）よりも厚くなされている。
【００１４】
２次コイル（３）は、耐熱弾性体（６）の外側にあって上面が１次コイル（２）近くに位置しかつ底面が耐熱弾性体（６）の底面と同レベルである垂直部（３ａ）と、耐熱弾性体（６）の上側にあって内周面が磁性体（４）の外周面に接する水平部（３ｂ）と、水平部（３ｂ）内周縁部より下方に突出し磁性体（４）と耐熱弾性体（６）との間隙を埋めかつその底面が磁性体（４）および耐熱弾性体（６）の各底面と面一である環状下方突出部（３ｃ）とよりなる。下方突出部（３ｃ）の肉厚Ｔは、厚すぎるとシールに不要な蓋（７）の内側を余分に加熱することになる。下方突出部（３ｃ）の肉厚Ｔは、容器と蓋（７）の材質構成および寸法・形状等により決定すべきものであり、０．５ｍｍ〜２ミリの範囲が妥当である。垂直部（３ａ）外側には水冷用パイプ（５）が接合されている。
【００１５】
この発明による上記高周波加熱シール装置によりガラス容器（８）の口縁部（９）に金属箔層を含んだ蓋（７）を高周波加熱シールするには、次のようにして行う。
【００１６】
蓋（７）は、図２および図３に示すように、上面が耐熱製樹脂（１１）でコーティングされたアルミニウム箔層（１２）と、これの底面に接着剤層（１３）を介して設けられた高周波加熱シール材層（１４）とによって構成されており、開封用つまみ部（７ａ）が設けられている。
【００１７】
まず、シールブースタ（１）の下方に設けられた昇降装置（図示略）の台座上の所定位置に、ガラス容器（８）を載せ、この容器（８）に蓋（７）を被せる。ついで昇降装置の台座を上昇させ、容器（８）に被せられた蓋（７）をシールブースタ（１）に押し付ける。ここで、１次コイル（２）に高周波電流を例えば１秒間流す。すると、２次コイル（３）に誘導電流が流れ、２次コイル（３）内に磁界が発生する。この磁束は、２次コイル（３）内側に配置された磁性体（４）により集められ、容器（８）の口径より内側部分に対応する蓋（７）の部分に均一な渦電流を集中的に発生させる。これにより容器（８）の口径より内側部分に対応する蓋（７）の部分が加熱され、この熱がさらに蓋（７）の容器口縁部対応部分の高周波加熱シールされるべき部分に伝わり、蓋（７）が容器（８）にシールされる。冷却時間として例えば０．５秒間とって冷却し、加圧を解放してシールは完了する。
【００１８】
シリコンゴムよりなる耐熱弾性体（６）はその弾性により十分に変形可能であるため、蓋（７）の高周波加熱シール材層（１４）が耐熱弾性体（６）により押圧されて、蓋（７）が容器口縁部（９）に確実にシールされる。
【００１９】
比較のため、本発明の実施例と、磁性体が使用されていない従来のものとについて、シール強度を比較した結果を表１に示す。この評価で使用された蓋（７）は、上面が耐熱製樹脂（１１）でコーティングされた５０μｍのアルミニウム箔層（１２）と、これの底面に接着剤層（１３）を介して設けられた５０μｍの高周波加熱シール材層（１４）とによって構成されており、直径が５６ｍｍでかつ５ｍｍの開封用つまみ部（７ａ）が設けられている。ガラス容器（８）の外径は５２ｍｍである。シール強度は、図３に鎖線で示す箇所、すなわち、つまみ部（７ａ）と、つまみ部から９０度、１８０度および２７０度離れた非つまみ部とにおいて、蓋（７）を１５ｍｍ幅にカットし、９０度方向に引張り測定した。表１には１０回測定した結果の平均値を示す。
【００２０】
【表１】

表１からわかるように、本発明の実施例のものは従来のものに比べて、シール強度が大きくなっているが、この差は開封用つまみ部（７ａ）において特に大きい。また、実施例のものは、測定箇所の違いによるばらつきが非常に小さくなっている。また、２次コイル（３）のスリットは、スリット部において磁力線がゼロとなり、シール性に悪影響を与えるものであるが、上記結果より、本発明の実施例のものは、スリットの悪影響を受けることなく蓋（７）を容器口縁部（９）に確実にシールできることも分かる。
【００２１】
上記において、磁性体（４）としてフェライトが使用されているが、フェライト以外でも、磁気抵抗の低い、したがって透磁率の高いものであればよく、ニッケル、コバルト等の金属の磁性体も使用できる。また、磁性体（４）の形状はリング状に限らず円盤状であってもよい。２次コイル（３）および磁性体（４）の大きさについては、蓋（７）および容器（８）の形状や材質などを考慮して決定される。２次コイル（３）には、銅、アルミニウム、真鍮などの固有抵抗の小さい金属が使用される。
【００２２】
また、耐熱弾性体（６）は、シリコーンラバー以外の耐熱合成ゴムやポリイミドフィルム等の耐熱合成樹脂フィルムであってもよい。耐熱弾性体（６）の厚みは、１．０ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下が好ましい。耐熱弾性体（６）の厚みが薄すぎると、容器口縁部（９）の凹凸が大きい場合にその凹凸を吸収するのが難しい。
【００２３】
蓋（７）を構成する金属箔層は、アルミニウム箔層（１２）以外の金属箔層であってもよい。アルミニウム箔の場合は、その厚さは６〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍである。
【００２４】
また上記実施例においては、ガラス容器（８）の高周波加熱シールについて説明したが、この発明の装置は、その他例えば合成樹脂製容器等の容器にも適用可能である。
【００２５】
なお、上記実施例ではシールブースタ（１）は１次コイル（２）に固定されているが、シールブースタ（１）を回転自在のロータリー加圧板の回転軸を中心とする同一円周上に等間隔をおいてあけられた複数の孔に組込み、シールブースタ（１）が１次コイル（２）に対して移動できるようにしてもよい。シールブースタ（１）をロータリー加圧板に組み込むことにより、高速で安定確実な自動シール装置を実現することができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明の容器に対する蓋の高周波加熱シール装置によると、誘導加熱用コイルに高周波電流を流したさいに生じる磁束は、磁束集中用磁性体により集められ、蓋の容器口径のすぐ内側に対応する部分が強く加熱される。この熱が蓋の容器口縁部対応部分すなわち蓋のシールされるべき部分に伝わり、蓋の容器口縁部対応部分が耐熱弾性体に押圧されることにより、蓋が均一にヒートシールされるので、容器の口径より大きい蓋をシールする場合や、開封用つまみ部付き蓋をシールする場合であっても、十分なシール強度が得られ、かつ蓋の外周縁部や開封用つまみ部に焦げが発生することがない。
【００２７】
また、耐熱弾性体の厚みを厚くしても、加熱性能が低下することがないので、耐熱弾性体を厚くすることができ、高周波加熱シールのさいに容器口縁部の凹凸を吸収することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容器に対する蓋の高周波加熱シール装置の実施例を示す断面図である。
【図２】蓋の部分拡大断面図である。
【図３】容器の斜視図である。
【符号の説明】
（３）２次コイル（誘導加熱用コイル）
（３ｃ）下方突出部
（４）磁性体
（６）耐熱弾性体
（７）蓋
（８）容器

Claims

蓋（７）の容器口縁部対応部分を加熱するリング状の誘導加熱用コイル（３）と、蓋（７）を容器口縁部（９）に押圧する耐熱弾性体（６）と、磁束を集中させて加熱効果を増加させる磁性体（４）とを備えている、容器に対する蓋の高周波加熱シール装置において、耐熱弾性体（６）はリング状で、その内径が容器（８）口径にほぼ等しく、磁性体（４）はリング状または円盤状で、耐熱弾性体（６）の内側にこれと間隙をおいてかつ底面同士が同レベルとなるように配置され、コイル（３）が、磁性体（４）と耐熱弾性体（６）との間隙を埋めかつその底面が磁性体（４）および耐熱弾性体（６）の各底面とほぼ面一である環状下方突出部（３ｃ）を有していることを特徴とする、容器に対する蓋の高周波加熱シール装置。