JP2000501051A - 包装容器を較正する方法および装置 - Google Patents

包装容器を較正する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 液体内容物、たとえば、牛乳の包装容器は、通常の場合、各側がプラスチック層で被覆されたファイバ材料のキャリアまたはコア層を含む積層体包装材料から製造される。材料の折り曲げを容易とするために、これに、通常の場合、所望の包装容器形状への変形を容易とする弱化折目線のパターンが設けられる。より正確な最終形状のより鋭利な折り曲げ線を実現し、これにより、包装容器に、向上した剛性と安定性を与えるために、包装容器を形状修復または較正する方法は、包装容器1を包装容器の最終形状に適合した成形装置11で囲み、包装容器の自由空間が簡単に減少するように、成形装置の部分12,13を互いに接近する方向に移動する段階を含む。本発明の方法を実施するための装置は、閉位置において、処理された包装容器の理論的最小容積の100−110パーセントに達する容積の成形キャビテイを形成する可動成形部を有する成形装置11を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 包装容器を較正する方法および装置 技術分野 本発明は、可撓性包装材料から製造され、かつ、可撓性の非圧縮可能な内容物 を収容する密封された包装容器を形状修復(retroforming)または 較正する方法に関する。本発明は、液体内容物が充填され、かつ、可撓性包装材 料から製造される型式の密封された包装容器を形状修復または較正する装置にも 関する。 背景技術 食品業界においては、可撓性の液密な包装材料から製造される一回使用の使い 捨て型包装容器にジュースまたは牛乳を詰めることが一般的な慣行である。商標 名Tetra Brik(登録商標)で販売されているほぼ平行六面体の包装容 器が、本文で参照している欧州特許第91712号明細書に詳細に記載され、し たがって、各側が熱可塑性材料、通常の場合、ポリエチレンの比較的薄い層で被 覆されたファイバ材料、たとえば、紙のキャリアまたはコア層を備える可撓性包 装積層体から製造される。さらに、包装積層体は、特に影響を受け易い製品を詰 めるときに、光または酸素ガスに対する保護を改善するために、金属またはその 他のバリヤ材料のバリヤ層のような他の材料層も含んでもよい。 上述の先行技術の包装容器の製造に際し、好ましくはウエブ形状の包装積層体 を個々の充填された容器に段階的に変形するパッキングまたは充填機械が用いら れる。この変形プロセスを容易とするために、包装積層体に、ローラ間の包装積 層体を協働する突条および凹部で押圧することにより形成される折り曲げ線また は折目線のパターンが設けられ、これらの突条および凹部は、とりわけ、ファイ バ層を軟化するために、このプロセスにおいて形成される弱化した直線領域に沿 って折り曲げられる傾向を材料に与える。これにより、当初のほぼクッション形 状の充填されかつ密封された包装容器を平行六面体の形状に変形することが容易 となる。いわゆる、最終成形は、とりわけ、平坦状に押圧し、内方に折り曲げ、 成形されたコーナーフラップ(折り返し)を包装容器の外側に密封することを含 み、これにより、ほぼ平行六面体形状が形成される。主に経済的理由から、包装 積層体に含まれる材料の量を最小化する試みが当該技術分野において行われたた め、包装積層体自体は比較的薄く、この結果、折り曲げ線または折目線が設けら れた積層体の部分とこれらが設けられていない部分との間での折り曲げ傾向の差 は、比較的僅かである。したがって、包装積層体の包装容器への変形、とくに、 いわゆる、最終成形作業の結果、包装容器は、必ずしも、所望の十分にはっきり とした縁および角部を形成せず、互いに所定の角度に配置された包装容器の異な る壁面間に、より丸まった遷移領域を形成する傾向を有している。さらに、より 不明瞭な形状の結果、最終状態の包装容器は、消費者に、より顕著に降伏しかつ 不安定なものと認められ、主に、容器から内容物を注ぐことと関連して、消費者 がこの包装容器を取扱うのを妨げることがある。 本発明の方法および装置は、可撓性の包装材料を折り曲げかつ密封することに より製造される他の包装容器、たとえば、角柱形状の包装容器にも用いることが できることは当然である。 したがって、十分に明瞭にされたまたは較正された形状と改善された剛性およ び安定性とを有する上述の型式の包装容器を実現することが当技術分野で一般的 に必要とされている。この目的を実現するために、異なる材料型式および特性の 層を組み込むことにより、包装積層体を変更しようとする試みがなされてきたが 、しかし、これは、極めて一般的に、包装積層体がより高価になるという結果に なっている。折り曲げおよび成形が容易となるように、材料のより確実な弱化を 実現するために、異なる型式の折目線または弱化線を使用した試みも行われたが 、明らかな改善は達成されていない。十分に明瞭にされたまたは較正された形状 と改善された安定性とを有する包装容器を得るために、当該技術分野で示された 一つの選択は、包装積層体、とくに、ファイバ層の厚さを増すことであり、これ は、当然のこととしてコストの増加を招き、限定された範囲のみで実施されてい る。 発明の目的 したがって、本発明の一つの目的は、可撓性包装材料から製造されかつ好まし くは液体内容物を収容する包装容器を形状修復または較正し、上述の欠点を克服 しかつかなり改善された剛性および安定性と一層はっきりした外形とを有する包 装容器を実現可能とする方法を実現することである。 本発明の他の目的は、簡単で複雑でない工程により、高度の正確さをもってそ の所定の形状を形成するように包装容器を較正可能とする方法を実現することで ある。 本発明の更に他の目的は、包装容器に、鋭利かつ十分に明瞭な縁の折目および 角部を形成し、これにより、包装容器の外形および安定性が改善される方法を実 現することである。 解決策 上記およびその他の目的は、序文として記載した形式の方法が、包装容器の所 望の最終形状に適合しまた包装容器に利用可能な自由空間が簡単に減少するよう に互いに接近する方向に移動する成形部を備えた成形装置によって、包装容器が 囲まれるという特徴を与えられるという点で、本発明により達成される。 本発明の方法の好ましい実施の形態は、添付の従属請求項2から4に記された 特徴を有している。 本発明の他の目的は、可撓性包装材料から製造されかつ液体内容物が充填され る密封された包装容器を較正する装置を実現することである。さらに、本発明の 装置は、簡単でかつ信頼性のある構造を有し、たとえば、Tetra Brik (登録商標)型式の包装容器製造用の既存のパッキング機械に一体化可能に設計 されなければならない。 本発明の更に他の目的は、製造および操作が経済的で、同時に、製造された包 装容器の信頼性を有する最終成形または較正を可能とする上述の形式の装置を実 現することである。 上記およびその他の目的は、序文として記載した形式の装置が、開位置と閉位 置との間を移動可能な可動成形部からなる成形装置を備え、成形部により形成さ れるキャビテイが、閉位置において、処理された包装容器の理論的最小容積の1 00〜110パーセントに達する容積を有するという特徴を与えられることによ って、本発明により達成される。 さらに、本発明の装置の好ましい実施の形態は、添付の従属請求項6から11 に記された特徴を有している。 本発明により考案された方法および装置は、包装容器に、かなりはっきりした 形状と、増大した剛性および安定性とを与え、この結果、消費者にやさしい取扱 い性を向上する、本来的に公知の包装容器の最終成形または較正に役立つ。本発 明の較正手順と関連して行われる一時的な容積減少の結果として、包装容器は、 成形装置の内側構造に適合しなければならず、この結果、とくに、容器の緑の線 および角部に沿って、材料のファイバ層は、より明確に明瞭にされた折目が形成 される。 添付図面の簡単な説明 次に、とくに、本発明の理解に必須な部分のみを示す添付概略図を参照して、 以下において、本発明の方法および装置の双方の好ましい実施の形態について説 明する。添付図中: 図1は、本発明を実施することができる、従来技術の包装容器の斜視図であり 、 図2Aは、折り曲げ線または折目線が設けられた、本来的に公知の包装積層体 の一部の拡大断面図であり、 図2Bは、折り曲げ後の図2Aの包装積層体を示し、 図3は、本発明の装置の斜視図であり、 図4は、図3の装置の一部の拡大断面図であり、そして、 図5は、本発明の方法を適用した包装容器の折り曲げ部の拡大断面図である。 好ましい実施形態の説明 本発明の方法および装置は、明瞭に形成された‘鋭利な’緑の線(以下、エッ ジライン)および角部(以下、コーナー部)を有する一層明瞭にされた形態を包 装容器に与え、これにより、より大きな剛性および安定性と改善された外形とを 包装容器に与えるために、可撓性包装材料から製造されかつ可撓性の非圧縮可能 な内容物を収容する密封された包装容器を形状修復または較正するために用いら れる。本発明の方法および装置は、構造および構成と製造方法とが本文に参照し た欧州特許第91712号明細書に開示されている平行六面体タイプ(Tetr a Brik(登録商標))の先行技術の包装容器に適用して、以下に説明され る。この方法および装置は、包装材料が、物理的影響を受けるように 十分な可撓性を有し、かつ、包装容器の全体または一部に、可撓性があって非圧 縮可能な内容物、たとえば、より大きな或いはより小さな割合の液体を含有する 内容物が充填されるという唯一つの条件に沿えば、所定のいかなる種類の包装容 器にも適用可能であることは当然である。 本発明の方法および装置を例示する目的のために選択された平行六面体の包装 容器1は、ほぼ平坦な上部2と、同様に平坦な底部(図示されていない)と、互 いに直角に配置されたほぼ平坦な4つのサイドパネル3とを備えている。包装容 器1は、ウエブ形状の可撓性包装積層体を折り曲げ、切断し、そして、密封する ことにより形成され、成形工程中に余分な材料が発生し、この余分な材料は、本 来的に公知の態様で、三角形のコーナーフラップ(折り返し)4に平坦状に配置 される。包装容器の上端部に配置されたコーナーフラップ4の双方は、平坦状に 押圧作業後、下方に折り曲げられ、包装容器1の2つのサイドパネル3に密封さ れ、一方、その底端部に配置された包装容器の2つのコーナーフラップは、平坦 状に配置され、図面に示されていない包装容器の底面に密封されるために、これ らのフラップの一つのみが図1に示されている。 多くの同様な包装容器と同じく、包装容器1は、折り曲げおよび成形を容易と するために、包装材料の表面上に所望のパターンで配置された多数の折り曲げ線 または折目線6を有する積層体包装材料5から製造される。折り曲げ線6は、材 料が、個々の包装容器へと変形する前に、雄部および雌部のそれぞれの形態で所 望の直線状パターンを形成する2つのローラ間を通過させられる本来的に公知の 態様で実現される。包装容器5は、熱可塑性材料、好ましくはポリエチレンの比 較的薄いプラスチック層8,9で各側が被覆されたファイバまたは紙材料の比較 的厚い中央のキャリアまたはコア層7を含んでいる。2つのプラスチック層8, 9は、包装積層体を個々の包装容器に変形するときに、包装材料の熱シーリング を可能とするために用いられるために、一方で液体に密な層として、他方でシー ル材料として作用する。 図2Bは、折り曲げ線6に沿って90度折り曲げた後の図2Aの従来技術の包 装材料を示し、たとえば、図1に示した包装容器1の一つの垂直エッジライン1 0の断面に対応する。包装材料5が、折り曲げ操作後、部分的には包装材料5の コア層7の構造に関連し、部分的には、包装容器に、所望の最終の平行六面体形 状を与えるために現在用いられている比較的不明瞭な成形作業に密接に関連する 、比較的広がった外形を有するエッジライン10をどのように形成しているかが 図2Bから明らかであろう。エッジライン10の過度に不明瞭な形態は、包装容 器の外観に消極的効果を有し、さらに、エッジライン10を主として可撓性包装 構造で剛性“ビーム”として用いる可能性を減少する。 本発明の方法が図1に示した包装容器に適用されるとき、図3に示した形式の 成形装置11が使用されるのが好ましい。この成形装置は、多数の互いに移動可 能な成形部、すなわち、ほぼ矩形のプラットフォーム状上部および下部成形部1 2a,12bと、断面がほぼU字形状の2つの側部成形部13a,13bとを備 えている。これらの成形部は、互いに移動可能であり、開位置から(図4の矢印 で示した)閉位置に、そしてこの逆に移動可能である。2つの側部成形部13a ,13bのU字形状を形成する内側形成面14a,14bは、断面が矩形状の空 間を形成し、その大きさと形態が、以下でより詳細に説明されるように、包装容 器1の断面形状に対応する。上部および下部成形部12a,12bは、以下でよ り詳細に説明されるように、矢印の方向に移動したときに、接近する方向に移動 し、側部成形部13a,13bで形成された空間に適合し、したがって、この空 間内に配置された包装容器1を圧縮する大きさである。成形装置11の上部領域 に、一方で成形装置11内への包装容器1の出入りを容易とし、他方で成形装置 11により実施される較正(折り曲げスタンピング)と関連して、包装容器1の 一部を案内するために、互いに移動可能、たとえば、摺動または枢動可能な多数 の折り曲げまたは案内部材15が設けられている。 図4は、成形装置11に含まれた側部成形部13のコーナー部の断面であり、 その垂直コーナー部に沿って、好適な断面、たとえば、ほぼ円形の溝の形態の凹 部16をどのように形成しているかを示している。しかし、他の形状も考えられ る。凹部は、1〜4mmの幅を有し、その深さは、溝の幅の0.4〜1.2倍で ある。凹部16の位置は、包装材料5に設けられた折り曲げ線6に対応し、この 結果、成形装置11は、主に、凹部16を、処理中の包装容器1のエッジライン 10が配置されるその垂直コーナー部に沿って形成している。しかし、異なる幾 何学形状の溝または面の形態の凹部16は、望むならば、たとえば、把持領域と して作用する包装容器の部分、または、凹部の助けで形成された打抜きパターン が所望の剛性部として、および/または包装容器上の印刷された絵模様に含まれ る装飾パターンとして作用する包装容器のその他の部分の包装材料に配置された 開口領域の回りの包装材料を表示または強化するために、成形装置11の他の点 に配置してもよい。 図5は、本発明に従って処理された包装容器1の垂直エッジライン10の一部 における包装材料5の断面を示している。この図面から、エッジライン10が、 本発明の方法により、一層はっきりとした、先行技術の包装容器(図2B)の場 合より“鋭利な”コーナー部を形成する相当に明確な突出形状をどのようにして 形成しているかが明らかであろう。図5の外形は、本発明に従って、包装容器が 、本来的に公知の態様で製造後、たとえば、液体内容物が充填されかつ密封され た後、本発明の成形装置11内に配置されたときに達成される。より正確には、 包装容器1は、ガイドレールの助けで挿入され、このガイドレール上に包装容器 のコーナーフラップが配置される。包装容器の位置は、これにより、十分に限定 され、成形部13a,13bの内側形成面14a,14bは、包装容器1のサイ ドパネル3に当接する。この位置において、上部および下部成形部12a,12 bはそれぞれ作動され、包装容器1の上部2および底部のそれぞれに向かって矢 印の方向に移動する。必要な場合、包装容器1の一部(たとえば、図面に示され ていない底部に配置されたコーナーフラップ)は、上部および下部成形部12a ,12bが、それぞれ、包装容器1の上部2および底部のそれぞれに当接すると 同時に、折り曲げおよびガイド部材15の助けで案内される。上部および下部成 形部12a,12bは、成形部12,13で限定される容積が、包装容器1(内 容物を含む包装材料)が、収容可能な理論的最小容積の100〜110パーセン ト(下方の割合は液体が完全に充填されていない、すなわち、所定量の圧縮可能 なガスを収容する包装容器の場合である)に減少されるまで、互いに接近する方 向に移動する。包装容器の自由空間が減少したときに、包装材料5は、コア層7 と2つの外側プラスチック層8,9との変形により、成形装置11に配置された 凹部ないし溝16内に付勢され、この結果、折り曲げ線または折目線9が、スタ ン プ(型打ち)され、これにより強化され、図5に示す十分に明瞭な外形が得られ る。包装容器を短時間(典型的には約1秒のオーダー)の間、圧縮後、較正され た包装容器1を成形装置から除去するために、成形装置11の成形部がもう一度 開かれる。成形装置11を本来的に公知のパッキングおよび充填機械の一部とし て配置することにより、包装容器の上述の処理は、機械の速度または生産量の減 少を必要とせずに、固有の製造サイクルの一部として行うことができる。 本発明の方法および装置の双方は、必要ならば、さらに、作用を最適化するた めに変更可能である。図示した平行六面体形状より複雑な形状の包装容器1の較 正の場合に、または、包装容器が、比較的高い摩擦係数の外面を有する場合に、 成形作業を容易とするために、成形装置11の内側形成面14に、低摩擦材料、 たとえば、テトラフルオロエチレンを配置することが好適な場合がある。さらに 、包装材料と成形装置11との間での動きを容易とし、包装材料5が、凹部16 の外形に沿って可能な最大限度まで成形されるのを確保するために、圧縮作業中 に成形装置11を振動させることも可能であり、これは、成形装置11を本来的 に公知の振動装置に接続して行なってもよい。成形装置11の個々の成形部12 ,13の一体的な閉鎖は、振動で行なうことが可能であろう。成形装置11の異 なる部分を案内し移動する装置は、本来的に公知の型式のものであってもよく、 これとの関連ではさらに詳細に説明しない。たとえば、図1に示した包装容器を 製造する型式のパッキングおよび充填機械において、所望の十分に限定された動 きを得るために、カム面とバーが使用されることが多いが、同様な技術は、異な る成形部12,13の動きの所望のパターンを得るためにも用いることができる 。たとえば、油圧または空圧手段のような他の技術に用いて同様な結果を得るこ とができることは当然である。2つの折り曲げまたは案内部材15が、概略的で あるが示され、その構造は、異なる型式の包装容器の較正において発生する必要 性に適合可能である。包装容器が、容易に折り曲げられない部分、たとえば、シ ーリングフィン、コーナーフラップ等を含む場合に、折り曲げおよび案内部材1 5は、成形装置11の異なる成形部12,13の閉鎖と関連して、または、この 閉鎖の前に、回転動または直線動を行い、最終圧縮が成形装置11の助けで行な われる前に、所望の最終位置に向かう方向に包装材料を付勢するように設計して も よい。コーナーフラップまたはシーリングフィンの熱シーリングが較正作業と関 連して実施されるべき場合において、包装材料5の外側熱可撓性層8,9を、密 封作業を実施すべき範囲内の軟化温度に加熱するために、高温空気ノズル(図示 せず)またはその他の熱発生装置も、圧縮作業前に用いられる。しかし、この技 術も、当該技術分野で周知であり、当業者に自由に利用可能な選択を形成する。 本発明の方法および装置を実現することにより、可撓性包装材料から製造され る包装容器に、所定の逃げ効果により、直線状の剛性輪郭線を有する十分に明瞭 な構造を与える逆処理を施す機会が形成され、この逃げ効果は、包装容器に、よ り整然とした外形を与えるだけでなく、包装容器の剛性および消費者の取扱い特 性を大幅に改善することも分かった。 本発明は、添付請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、更に変更 可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年10月27日(1997.10.27) 【補正内容】 請 求 の 範 囲 1.包装容器の所望の最終形状に適合し、包装容器(1)に利用可能な自由空 間が簡単に減少するように互いに接近する方向に移動する成形部(12,13) を含む成形装置(11)で包装容器(1)を囲むことにより、可撓性包装材料( 5)から製造されて可撓性の非圧縮可能な内容物を収容する密封された包装容器 (1)を形状修復または較正する方法であって、包装材料(5)の一部は、容積 が減少したときに、前記成形装置(11)の溝または凹部(16)内に押し込ま れることを特徴とする方法。 2.自由空間内の容積は、包装容器の理論的最小容積の100〜110パーセ ントに減少することを特徴とする請求項1に記載の方法。 3.成形部(12,13)は、包装容器の周部と関連して振動することを特徴 とする請求項1または請求項2に記載の方法。 4.液体内容物が充填されかつ可撓性包装材料(5)から製造される型式の密 封された包装容器(1)を形状修復または較正し、開位置と閉位置との間を移動 可能な可動成形部(12,13)を有する成形装置(11)を含む装置であって 、成形部(12,13)により形成される成形キャビテイの形成面(14)は、 包装容器(5)のための溝または凹部(16)を有することを特徴とする装置。 5.凹部(16)は、包装材料(5)に存在する折り曲げ線(6)に対応する 請求項4記載の装置。 6.凹部(16)は、1〜4mmの幅の溝から成ることを特徴とする請求項5 に記載の装置。 7.溝の深さは、溝の幅の0.4〜1.2倍に達することを特徴とする請求項 6に記載の装置。 8.成形装置(11)は、包装材料(5)の折り曲げまたは案内部材(15) を含むことを特徴とする請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の装置。 9.折り曲げまたは案内部材(15)は、成形装置(11)に対して可動に配 置されることを特徴とする請求項8に記載の装置。 10.成形部(12,13)により形成される成形キャビテイは、処理された包 装容器(1)の理諭的最小容積の100〜110パーセントに達する容積を有す ることを特徴とする請求項4から請求項9のいずれか一項ないしそれ以上に記載 の装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.可撓性包装材料(5)から製造されて可撓性の非圧縮可能な内容物を収容 する密封された包装容器(1)を形状修復または較正する方法であって、包装容 器(1)は、包装容器の所望の最終形状に適合した成形装置(11)により囲ま れ、この成形装置は、包装容器(1)に利用可能な自由空間が簡単に減少するよ うに、互いに接近する方向に移動する成形部(12,13)を含むことを特徴と する方法。 2.自由空間内の容積は、理論的最小容積の100〜110パーセントに減少 することを特徴とする請求項1に記載の方法。 3.成形部(12,13)は、包装容器の周部と関連して振動することを特徴 とする請求項1または請求項2に記載の方法。 4.包装材料(5)の一部は、容積が減少したときに、前記成形装置(11) の溝または凹部(16)内に押し込まれることを特徴とする請求項1、請求項2 または請求項3に記載の方法。 5.液体内容物が充填されかつ可撓性包装材料(5)から製造される型式の密 封された包装容器(1)を形状修復または較正するための装置であって、開位置 と閉位置との間を移動可能な可動成形部(12,13)を有する成形装置(11 )を含み、成形部(12,13)により形成される成形キャビテイは、閉位置に おいて、処理された包装容器(1)の理論的最小容積の100〜110パーセン トに達する容積を有する装置。 6.成形部(12,13)により形成される成形キャビテイの形成面(14) は、包装材料(5)のための溝または凹部(16)を有している請求項5に記載 の装置。 7.凹部(16)は、包装材料(5)に存在する折り曲げ線(6)に対応する 請求項6に記載の装置。 8.凹部(16)は、1〜4mmの幅の溝から成ることを特徴とする請求項7 に記載の装置。 9.溝の深さは、溝の幅の0.4〜1.2倍に達することを特徴とする請求項 8に記載の装置。 10. 成形装置(11)は、包装材料(5)の折り曲げまたは案内部材(15 )を含むことを特徴とする請求項5から請求項9のいずれか一項に記載の装置。 11. 折り曲げまたは案内部材(15)は、成形装置(11)に対して可動に 配置されることを特徴とする請求項10に記載の装置。
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