JP2001353790A - 包装容器成形装置及び包装容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】包装容器を安定した状態で立てることができ、
樹脂切れが発生するのを十分に防止することができるよ
うにする。 【解決手段】回転自在に配設されたマンドレルユニット
と、マンドレルにセットされた筒状カートンのカートン
ボトム部を折り曲げる加工手段と、カートンボトム部の
折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分をマンドレ
ルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを有す
る。そして、当接面は窪（くぼ）ませて形成され、シー
ル部材のシール面ＳＬ１は突出させて形成される。有底
カートンを形成した時点において、有底カートンの底壁
はシール面ＳＬ１及び当接面によって内方に向けて湾曲
させられる。包装容器の底壁が内方に向けて球面状に湾
曲させられているので、充填（てん）後の液体食品の重
量が底壁に加わったときでも底壁はほぼ平坦（たん）に
なり、外側に膨らむことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装容器成形装置
及び包装容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、牛乳、清涼飲料等の液体
食品を収容するゲーブルトップ型の包装容器を製造する
場合、断面が四角形の筒状カートンに包装容器成形装置
によって成形加工を施し、有底カートンを形成するよう
になっている。

【０００３】この場合、多層構造を有し、板紙等の支持
材にポリオレフィン系樹脂の樹脂フィルムを被覆するこ
とによって最内層及び最外層が形成された板状の包材
を、折目に沿って折り曲げ、所定の融着部分を融着する
ことによって筒状カートンが形成される。そして、該筒
状カートンが、前記包装容器成形装置において回転自在
に配設されたマンドレルにセットされると、該マンドレ
ルの回動に伴い、前記筒状カートンにおける包装容器の
底壁を構成する部分、すなわち、カートンボトム部が折
目に沿って折り曲げられて所定の融着部分が融着され、
筒状カートンは有底カートンになる。

【０００４】その後、該有底カートンは、前記マンドレ
ルから取り外され、充填（てん）機に送られ、液体食品
が充填される。そして、有底カートンにおける包装容器
の傾斜上壁を構成する部分、すなわち、カートントップ
部が折目に沿って折り曲げられて所定の融着部分が融着
され、有底カートンは包装容器になる。

【０００５】そのために、前記マンドレルの先端にマン
ドレルフェースが取り付けられるようになっている。

【０００６】図２は従来のマンドレルフェースの斜視
図、図３は従来のマンドレルフェースの側面図である。

【０００７】図において、１１はマンドレルフェース、
１３は該マンドレルフェース１１の当接面である。

【０００８】この場合、図示されない筒状カートンのカ
ートンボトム部に、図示されない熱風ノズルから熱風を
噴射させた後、前記カートンボトム部を折目に沿って折
り曲げ、折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を
図示されないシールプレートによって当接面１３に押し
付けることにより、底壁が形成され、筒状カートンが有
底カートンになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の包装容器においては、前記有底カートンに液体食品
が充填されると、前記オーバラップ部分が外側に膨らん
でしまう。

【００１０】図４は従来の包装容器の底壁を示す図であ
る。

【００１１】図において、５１は包装容器、５２は該包
装容器５１の底壁、５３はオーバラップ部分である。こ
の場合、充填された液体食品によって底壁５２が外側に
膨らむとともに、オーバラップ部分５３も外側に膨らん
でしまう。したがって、包装容器５１を安定した状態で
立てることができない。

【００１２】また、図示されないクレートによって包装
容器５１を搬送する際に、前記オーバラップ部分５３が
クレートによって突き上げられることになるので、オー
バラップ部分５３、又はその近傍における内周面におい
て図示されない支持材に被覆された樹脂フィルムに樹脂
切れが発生することがあり、樹脂切れが発生すると、底
壁５２から液体食品が漏れてしまう。

【００１３】そこで、熱風ノズルの熱風吹出穴を少なく
することによって、加熱する必要がない部分に熱風を吹
き付けないようにしたり、内周面側の樹脂フィルムを厚
くしたりすることが考えられるが、樹脂切れが発生する
のを十分に防止することができない。

【００１４】本発明は、前記従来の包装容器の問題点を
解決して、包装容器を安定した状態で立てることがで
き、樹脂切れが発生するのを十分に防止することができ
る包装容器成形装置及び包装容器を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の包
装容器成形装置においては、回転自在に配設され、複数
のマンドレルを備えたマンドレルユニットと、前記マン
ドレルにセットされた筒状カートンのカートンボトム部
を折り曲げる加工手段と、前記カートンボトム部の折曲
げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記マンドレ
ルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを有す
る。

【００１６】そして、前記当接面は窪（くぼ）ませて形
成され、前記シール部材のシール面は突出させて形成さ
れる。

【００１７】本発明の他の包装容器成形装置において
は、さらに、前記当接面は、中央に近くなるほど低くさ
れ、球面状に窪ませて形成される。そして、前記シール
面は、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出させ
て形成される。

【００１８】本発明の更に他の包装容器成形装置におい
ては、さらに、前記シール面にエンボスが形成される。

【００１９】本発明の包装容器成形装置によって製造さ
れた包装容器においては、さらに、有底カートンを形成
した時点で、底壁が内方に向けて湾曲させられる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】図５は本発明の実施の形態における包装容
器成形装置の概略図、図６は本発明の実施の形態におけ
る筒状カートンの展開図、図７は本発明の実施の形態に
おける筒状カートンの要部斜視図、図８は本発明の実施
の形態における包装容器の底壁を形成する状態を示す図
である。

【００２２】図５において、１７はシャフト、１８はボ
スであり、該ボス１８は、図示されない駆動手段によっ
て矢印Ａ方向に間欠的に回転させられる。そして、前記
ボス１８の外周縁に等角度の間隔で６本のマンドレル２
１が径方向外方に向けて配設され、該各マンドレル２１
は、前記ボス１８の回転に伴って回動させられ、包装容
器成形装置に設定された位置Ｓ１〜Ｓ６に順次置かれ
る。なお、前記マンドレル２１は、断面が、前記筒状カ
ートン１６の断面よりわずかに小さい正方形にされる。
また、シャフト１７、ボス１８及びマンドレル２１によ
ってマンドレルユニットが構成される。

【００２３】図６において、１５は包材であり、該包材
１５は、多層構造を有し、板紙等の支持材にポリオレフ
ィン系樹脂の樹脂フィルムを被覆することによって最内
層及び最外層が形成される。また、必要に応じて前記支
持材と最内層との間にガスバリヤ性の樹脂、アルミ箔
（はく）等から成るガスバリヤ層を形成することもでき
る。

【００２４】この場合、前記包材１５は、互いに隣接さ
せて形成された第１パネルＰ１、第２パネルＰ２、第３
パネルＰ３、第４パネルＰ４及び第５パネルＰ５、並び
に前記第３パネルＰ３から突出させて形成された第６パ
ネルＰ６から成り、ゲーブルトップ型の包装容器を製造
するためのものである。

【００２５】そして、前記第１パネルＰ１は、包装容器
の側壁を構成する矩（く）形部ａ１、包装容器の傾斜上
壁を構成する矩形部ｂ１、包装容器の底壁を構成する矩
形部ｃ１、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部ｄ１
から成る。

【００２６】また、前記第２パネルＰ２は、包装容器の
側壁を構成する矩形部ａ２、包装容器の傾斜上壁を構成
する三角形部ｅ２、ｆ２、ｇ２、包装容器の底壁を構成
する三角形部ｈ２、ｉ２、ｊ２、及び包装容器の尾根部
を構成する矩形部ｋ２、ｍ２から成る。

【００２７】さらに、前記第３パネルＰ３は、包装容器
の側壁を構成する矩形部ａ３、包装容器の傾斜上壁を構
成する矩形部ｂ３、包装容器の底壁を構成する矩形部ｃ
３、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部ｄ３から成
る。

【００２８】そして、前記第４パネルＰ４は、包装容器
の側壁を構成する矩形部ａ４、包装容器の傾斜上壁を構
成する三角形部ｅ４、ｆ４、ｇ４、包装容器の底壁を構
成する三角形部ｈ４、ｉ４、ｊ４、及び包装容器の尾根
部を構成する矩形部ｋ４、ｍ４から成る。

【００２９】なお、ｘは山折りの折目を、ｙは谷折りの
折目である。また、線ｚ１、ｚ２は、包装容器を開封す
る際に開け口を形成するための谷折りの折目である。

【００３０】前記構成の包材１５において、前記第１パ
ネルＰ１と第５パネルＰ５とを融着すると、前記包材１
５は、図７に示されるような筒状カートン１６になる。
なお、筒状カートン１６になったとき、矩形部ｂ１、ｂ
３、ｄ１、ｄ３、ｋ２、ｋ４、ｍ２、ｍ４及び三角形部
ｅ２、ｅ４、ｆ２、ｆ４、ｇ２、ｇ４によってカートン
トップ部２２が、矩形部ｃ１、ｃ３、三角形部ｈ２、ｈ
４、ｉ２、ｉ４、ｊ２、ｊ４及び第６パネルＰ６によっ
てカートンボトム部２３がそれぞれ構成される。

【００３１】続いて、前記筒状カートン１６は、図５に
示される包装容器成形装置に送られ、該包装容器成形装
置によって前記カートンボトム部２３の所定のオーバラ
ップ部分が融着され、包装容器の底壁が形成されて有底
カートンになる。

【００３２】すなわち、前記包装容器成形装置におい
て、図８に示されるように、三角形部ｈ２、ｈ４が中央
に向けて押し込まれ、三角形部ｈ２と三角形部ｉ２、ｊ
２とが、また、三角形部ｈ４と三角形部ｉ４、ｊ４とが
合わせられ、かつ、前記矩形部ｃ１と 矩形部ｃ３及び
第６パネルＰ６とが合わせられることによって包装容器
の底壁が形成される。このとき、矩形部ｃ１と三角形部
ｉ２、ｊ４とが、矩形部ｃ３と三角形部ｉ４、ｊ２と
が、三角形部ｈ２と三角形部ｉ２、ｊ２とが、三角形部
ｈ４と三角形部ｉ４、ｊ４とが、矩形部ｃ１と矩形部ｃ
３及び第６パネルＰ６とがそれぞれ融着される。したが
って、液体食品が底壁から漏れ出すことはない。

【００３３】次に、前記包装容器成形装置の動作につい
て説明する。

【００３４】前記マンドレル２１が装填部としての位置
Ｓ１に置かれると、図示されない装填装置によって、矢
印Ｂ方向に前記筒状カートン１６がマンドレル２１にセ
ットされる。この場合、前記筒状カートン１６は、カー
トントップ部２２がボス１８側に、カートンボトム部２
３が径方向外方に向くように、マンドレル２１に対して
外嵌（かん）される。

【００３５】続いて、前記マンドレル２１が加熱部とし
ての位置Ｓ２に置かれると、該位置Ｓ２に配設された加
熱手段としての熱風ノズル２４から熱風が噴射させら
れ、該熱風によってカートンボトム部２３の表裏が加熱
され、オーバラップ部分における包材１５の最内層及び
最外層が溶融させられる。そのために、前記熱風ノズル
２４は管２５を介して図示されない空気加熱装置と接続
され、該空気加熱装置によって熱風が発生させられるよ
うになっている。

【００３６】次に、前記マンドレル２１が加工部として
の位置Ｓ３に置かれると、前記カートンボトム部２３
は、加工手段としての折曲装置２６にセットされ、折目
ｘ、ｙに沿って折り曲げられ、図８に示されるように、
三角形部ｈ２、ｈ４が中央に向けて押し込まれる。

【００３７】続いて、前記マンドレル２１が位置Ｓ３か
らシール部としての位置Ｓ４に移動させられる間に、位
置Ｓ３、Ｓ４間に配設されたガイド２７によって、前記
カートンボトム部２３が更に折り曲げられる。そして、
前記マンドレル２１が位置Ｓ４に置かれると、シール部
材としてのシールプレート３０が径方向内方に向けて前
進させられ、前記オーバラップ部分が前記マンドレル２
１の図示されない当接面に押し付けられて融着され、底
壁が形成される。このようにして、筒状カートン１６は
有底カートン３１になる。

【００３８】その後、前記マンドレル２１が位置Ｓ４か
ら冷却部としての位置Ｓ５を経て位置Ｓ６に移動させら
れる間に、前記オーバラップ部分が冷却される。

【００３９】そして、前記マンドレル２１が取出部とし
ての位置Ｓ６に置かれると、図示されない取出手段とし
ての吸引装置が前記有底カートン３１を吸引し、マンド
レル２１から取り外す。また、前記位置Ｓ６にはコンベ
ヤ３２が配設され、前記マンドレル２１から取り外され
た有底カートン３１はコンベヤ３２によって図示されな
い充填機に送られる。

【００４０】ところで、前記マンドレル２１の先端に図
示されないマンドレルフェースが取り付けられ、シール
プレート３０によって前記オーバラップ部分がマンドレ
ルフェースの当接面に押し付けられるようになってい
る。

【００４１】図１は本発明の実施の形態におけるシール
プレートの側面図、図９は本発明の実施の形態における
シールプレートの平面図、図１０は本発明の実施の形態
におけるマンドレルフェースの平面図、図１１は本発明
の実施の形態におけるマンドレルフェースの側面図、図
１２は図１０のＸ−Ｘ断面図である。

【００４２】図１及び９において、３０はシールプレー
ト、３１ａはマンドレル２１（図５）にセットされた有
底カートン３１の底壁であり、前記シールプレート３０
は、マンドレル２１のマンドレルフェースと対向させて
形成されたシール面ＳＬ１を備える。該シール面ＳＬ１
の各コーナの近傍に弧状の線ｑ１〜ｑ４が、シール面Ｓ
Ｌ１のほぼ中央に、互いに平行に延びる直線状の線ｑ
５、ｑ６が、線ｑ６の一方の端部から直角の方向に、互
いに平行に延びる直線状の線ｑ７が設定され、線ｑ１、
ｑ２、ｑ５間に領域ＡＲ１が、線ｑ４、ｑ６、ｑ７間に
領域ＡＲ２が、線ｑ３、ｑ５〜ｑ７間に領域ＡＲ３が、
線ｑ１〜ｑ４とシールプレート３０の外周縁との間に領
域ＡＲ５〜ＡＲ８が形成される。なお、該領域ＡＲ５〜
ＡＲ８はシールプレート３０の基準面である。また、底
壁３１ａは、前記線ｑ１〜ｑ４によって包囲されるほぼ
円形の部分内に納まるように位置させられる。

【００４３】ところで、前記シール面ＳＬ１は、図１に
示されるように、中央に近くなるほど高くされ、球面状
に突出させて形成される。そして、領域ＡＲ１〜ＡＲ３
は領域ＡＲ５〜ＡＲ８より高くなるように、前記領域Ａ
Ｒ１、ＡＲ２は同じ高さになるように、領域ＡＲ３は領
域ＡＲ１、ＡＲ２より低くなるように形成される。

【００４４】したがって、前記シールプレート３０を底
壁３１ａに当てると、領域ＡＲ３に矩形部ｃ１（図６）
と矩形部ｃ３及び第６パネルＰ６とのオーバラップ部
分、及び矩形部ｃ１と第５パネルＰ５とのオーバラップ
部分が収容される。

【００４５】また、前記領域ＡＲ１〜ＡＲ３における線
ｑ１〜ｑ４に隣接する部分にエンボスｒ１〜ｒ４が、線
ｑ６上にエンボスｒ５〜ｒ８が、線ｑ７上にエンボスｒ
９、ｒ１０が、領域ＡＲ３における線ｑ６の延長線上に
エンボスｒ１３、ｒ１４が形成される。前記エンボスｒ
１〜ｒ４によって底壁３１ａの各コーナ部分のシール性
を、エンボスｒ５〜ｒ１０、ｒ１３、ｒ１４によってオ
ーバラップ部分のシール性を向上させることができる。
また、エンボスｒ５〜ｒ１０、ｒ１３、ｒ１４が形成さ
れるので、有底カートン３１に液体食品が充填された後
に液体食品の重量によって底壁３１ａがほぼ平坦（た
ん）になった場合でも、オーバラップ部分のスライド変
形に対抗する力が蓄えられる。したがって、シール効果
を高くすることができる。なお、δは包装容器を特定す
るための刻印である。

【００４６】図１０〜１２において、５５はマンドレル
フェースであり、該マンドレルフェース５５は、前記シ
ール面ＳＬ１（図９）に対応する形状を有する当接面Ｓ
Ｌ２を備えた本体部分５６、及び該本体部分５６の中央
からボス１８側に向けて突出させて形成された雄ねじ５
７を有し、該雄ねじ５７を介して前記マンドレル２１の
図示されないマンドレル本体に固定される。前記本体部
分５６の裏面には、位置決め用の穴５８、５９が形成さ
れ、前記マンドレル本体に形成された突起を穴５８、５
９に挿入することによって、マンドレルフェース５５を
マンドレル本体に対して位置決めすることができる。

【００４７】前記当接面ＳＬ２は周縁から中央に近くな
るほど低くされ、球面状に窪ませて形成される。また、
前記当接面ＳＬ２の中央部に、押当部としての、高さが
０．４〔ｍｍ〕の三角形の形状を有する突出部６１が形
成される。該突出部６１は、前記有底カートン３１を形
成したとき、底壁３１ａにおける前記第１パネルＰ１と
前記第６パネルＰ６とのオーバラップ部分に対応させて
設定される。したがって、前記シールプレート３０によ
ってオーバラップ部分が当接面ＳＬ２に押し付けられる
と、前記突出部６１によって融着部分に十分な圧力を加
えることができる。その結果、シール不良が発生するの
を防止することができる。

【００４８】また、前記マンドレルフェース５５の二つ
の縁部は、凹部Ｒ１〜Ｒ４を備え、直線状には形成され
ない。したがって、底壁３１ａが形成された後に有底カ
ートン３１をマンドレル２１から容易に取り外すことが
できる。

【００４９】このように、前記シール面ＳＬ１が中央に
近くなるほど高くなるように、前記当接面ＳＬ２が中央
に近くなるほど低くなるように形成されるので、充填さ
れた液体食品によって前記オーバラップ部分が外側に膨
らむことがない。したがって、包装容器を安定した状態
で立てることができる。

【００５０】また、図示されないクレートによって包装
容器を搬送する際に、前記オーバラップ部分がクレート
によって突き上げられることがないので、オーバラップ
部分、又はその近傍における内周面において前記支持材
に被覆された樹脂フィルムに樹脂切れが発生するのを十
分に防止することができる。したがって、包装容器の底
壁から液体食品が漏れるのを防止することができる。

【００５１】図１３は本発明の実施の形態における包装
容器の底壁を示す図である。

【００５２】図において、５１は包装容器、５２は該包
装容器５１の底壁、７３はオーバラップ部分である。

【００５３】この場合、有底カートン３１（図５）を形
成した時点において、有底カートン３１の底壁３１ａ
（図９）は前記シール面ＳＬ１及び当接面ＳＬ２（図１
０）によって内方に向けて湾曲させられる。したがっ
て、包装容器５１の底壁５２が内方に向けて球面状に湾
曲させられているので、充填後の液体食品の重量が底壁
５２に加わったときでも底壁５２はほぼ平坦になり、外
側に膨らむことがない。

【００５４】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、包装容器成形装置においては、回転自在に配設さ
れ、複数のマンドレルを備えたマンドレルユニットと、
前記マンドレルにセットされた筒状カートンのカートン
ボトム部を折り曲げる加工手段と、前記カートンボトム
部の折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記
マンドレルの当接面に押し付けて融着するシール部材と
を有する。

【００５６】そして、前記当接面は窪ませて形成され、
前記シール部材のシール面は突出させて形成される。

【００５７】この場合、当接面は窪ませて形成され、シ
ール面は突出させて形成されるので、有底カートンを形
成した時点において、有底カートンの底壁は前記シール
面及び前記当接面によって内方に向けて湾曲させられ
る。したがって、包装容器の底壁が内方に向けて球面状
に湾曲させられているので、充填後の液体食品の重量が
底壁に加わったときでも底壁はほぼ平坦になり、外側に
膨らむことがない。その結果、包装容器を安定した状態
で立てることができる。

【００５８】また、クレートによって包装容器を搬送す
る際に、前記オーバラップ部分がクレートによって突き
上げられることがないので、オーバラップ部分、又はそ
の近傍における内周面において支持材に被覆された樹脂
フィルムに樹脂切れが発生するのを十分に防止すること
ができる。したがって、包装容器の底壁から液体食品が
漏れるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシールプレートの
側面図である。

【図２】従来のマンドレルフェースの斜視図である。

【図３】従来のマンドレルフェースの側面図である。

【図４】従来の包装容器の底壁を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態における包装容器成形装置
の概略図である。

【図６】本発明の実施の形態における筒状カートンの展
開図である。

【図７】本発明の実施の形態における筒状カートンの要
部斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態における包装容器の底壁を
形成する状態を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態におけるシールプレートの
平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態におけるマンドレルフェ
ースの平面図である。

【図１１】本発明の実施の形態におけるマンドレルフェ
ースの側面図である。

【図１２】図１０のＸ−Ｘ断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態における包装容器の底壁
を示す図である。

【符号の説明】

１６ 筒状カートン １７ シャフト １８ ボス ２１ マンドレル ２３ カートンボトム部 ２６ 折曲装置 ３０ シールプレート ３１ 有底カートン ５１ 包装容器 ５２ 底壁 ７３ オーバラップ部分 ｒ１〜ｒ１０、ｒ１３、ｒ１４ エンボス ＳＬ１ シール面 ＳＬ２ 当接面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）回転自在に配設され、複数のマン
   ドレルを備えたマンドレルユニットと、（ｂ）前記マン
   ドレルにセットされた筒状カートンのカートンボトム部
   を折り曲げる加工手段と、（ｃ）前記カートンボトム部
   の折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記マ
   ンドレルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを
   有するとともに、（ｄ）前記当接面は窪ませて形成さ
   れ、前記シール部材のシール面は突出させて形成される
   ことを特徴とする包装容器成形装置。
2. 【請求項２】 （ａ）前記当接面は、中央に近くなるほ
   ど低くされ、球面状に窪ませて形成され、（ｂ）前記シ
   ール面は、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出
   させて形成される請求項１に記載の包装容器成形装置。
3. 【請求項３】 前記シール面にエンボスが形成される請
   求項１又は２に記載の包装容器成形装置。
4. 【請求項４】 有底カートンを形成した時点で、底壁が
   内方に向けて湾曲させられる請求項１〜３のいずれか１
   項に記載の包装容器成形装置によって製造された包装容
   器。