JP2002046703A - ゲーブルトップカートンの頂部を密封して折り目を形成する装置および方法 - Google Patents

ゲーブルトップカートンの頂部を密封して折り目を形成する装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲーブルトップカートンを成形し、充填し、
シールする成形充填シール用包装機械の上部シール装置 【解決手段】 処理通路の両側に配置された第1,第2
のアンビル24,26を含み、これらのアンビルは、処
理通路を横断する方向に移動して、カートン110のそ
れぞれのトップフィンに係合し、これらのフィンを圧縮
してカートン上部シール部を形成する。第1のウエッジ
部28が、第1のアンビルに装着され、第2のウエッジ
部30が、第2のアンビルに装着され、第1のウエッジ
部は、その面から延びる立上り部を有し、アンビルがト
ップフィンに係合すると同時に、立上り部が垂直パネル
/ゲーブルパネル接合部に接触するようにアンビルに装
着され、立上り部と垂直パネル/ゲーブルパネル接合部
122との接触により、清浄で明確な折り目が接合部に
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゲーブルトップカ
ートン(切妻屋根形頂部紙器)のフィンを密封する装置
および方法に関する。より詳細には、本発明は、ゲーブ
ルトップカートンのゲーブルパネルおよびフィン(垂直
ひれ状部分)を密封し、折り目を形成する上部シール装
置ジョー組立体およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゲーブルトップカートンが広く使用され
ている。このカートンは、20世紀のほとんどにわたっ
て知られていた。特徴的な簡略性および幅広い容認は、
伝統的な製品、たとえば、ミルクおよびジュースのよう
な液状食品用カートンとしてその人気を維持するのを助
けた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】初期の伝統的なゲーブ
ルトップカートンにおいては、収容された製品の利用
は、ゲーブルの一部または一方の側を開口して、カート
ン材料から注ぎ口を形成することで、容易化であった。
この構造は、過去においておよび現在においても幅広く
容認されているが、1つの欠点は、カートンの信頼性が
制約されることである。すなわち、ゲーブルは、再折り
してカートンを閉じることができるが、(外気、たとえ
ば、酸素に晒されるのを低減する)実際の封止が、極め
て制約される。このために、このゲーブルトップカート
ンの改良が行われている。
【0004】1つの改良において、製品利用は、ゲーブ
ルパネルのうちの1つに一体に密封された注ぎ口によっ
て行われる。“通常の”注ぎ口構造の場合、開口がゲー
ブルパネルに形成され、プラスチックなどの注ぎ口が、
パネルに溶着あるいは密封される。ねじ付蓋のようなキ
ャップが、注ぎ口に取付けられて、容器の信頼性を提供
する。この注ぎ口は、製品を利用し易くかつ製品の鮮度
の維持を助けることができることから、幅広く使用され
かつ容認されるようになった。
【0005】ゲーブルトップカートンのさらなる改良に
おいて、延伸したゲーブルあるいはトップパネルを提供
して、より大きな注ぎ口の使用を許容することが望まし
いことが分かった。これは、特に、より粘性のあるある
いは固体含有製品の場合に当てはまる。これらの延伸し
たトップパネルの性質のために、トップフィンおよび延
伸ゲーブルパネルに折り目を形成しかつ成形する一般的
な成形およびシール(密封)装置は、フィンの角度およ
び折り目に対する所望の構造を形成することが分かっ
た。
【0006】したがって、ゲーブルトップカートン構造
で使用される改良された上部シール装置構造が必要とさ
れている。この上部シール装置の改良は、高品質のゲー
ブルトップカートンフィンあるいはトップパネルシール
の成形を許容するのが望ましい。この上部シール装置の
改良は、さらに、これらの新規な延伸したパネル構造の
ための好適に形成された折り目および折り曲げ部を提供
するのが最も望ましい。
【0007】
【課題を解決するための手段】ゲーブルトップカートン
を成形し、充填し、そして、密封する成形充填シール用
包装機械の上部シール装置は、垂直パネル/ゲーブルパ
ネル接合部に、上部シール部と清浄かつ明確な折り目と
を形成する。包装機械は、カートンがそれに沿って搬送
される処理通路を画成する。上部シール装置は、機械の
処理通路に沿って充填ステーションの後に配置される。
【0008】ゲーブルトップカートンは、垂直パネル
(たとえば、前壁パネル)とこの垂直パネルに近接した
少なくとも1のゲーブルパネルとを含む。これらのパネ
ルは、垂直パネル/ゲーブルパネル接合部を形成する。
カートンは、更に、カートンの上部シール部を形成する
トップフィンを含む。1つの構成において、カートン
は、延伸したゲーブルパネルと短い第2のゲーブルパネ
ルとを含む。
【0009】シール装置は、処理通路の両側に配置され
た第1,第2のアンビル(金床)を含む。アンビルは、
処理通路を横断する方向に移動して、トップフィンに係
合しかつフィンを圧縮して上部シールを形成する。
【0010】ウエッジ(楔形部材)が、少なくとも一方
のアンビルに、好ましくは双方のアンビルに装着され
る。ウエッジの一方は、その面から延びる1つまたは複
数の立上り部を有する。ウエッジは、アンビルが上部フ
ィンに係合するのと同時に、立上り部が垂直パネル/ゲ
ーブルパネル接合部に接触するようにアンビルに装着さ
れる。立上り部と垂直パネル/ゲーブルパネル接合部と
の接触により、清浄で明確な折り目が接合部に形成され
る。
【0011】1つの実施形態において、ウエッジは、平
面な部分あるいは面を有する面を形成し、立上り部が、
平面な面から延びる。上部シール装置は、アンビルの一
方に装着された複数のウエッジを含んでもよい。この構
造において、幾つかのウエッジは、立上り部を含んでも
よく、他のウエッジは、平面部のみを含んでもよい。ほ
ぼ半分のウエッジは、立上り部を含むのが好ましい。
【0012】ゲーブルトップカートンに上部シールを成
形し、ゲーブルパネル/垂直パネル接合部に折り目を形
成する方法は、処理通路の両側に配置された第1,第2
のアンビルを提供し、第1のウエッジ部を第1のアンビ
ルに装着し、第2のウエッジ部を第2のアンビルに装着
することを含む。第1のウエッジ部は、その面から延び
る立上り部を有する少なくとも1つのウエッジを含む。
【0013】上記方法は、更に、アンビルを互いに接近
し、横断する方向に移動させて、カートンのトップフィ
ンパネルに係合させかつフィンを圧縮してカートンの上
部シール部を形成することを含む。トップフィンパネル
に係合すると同時に、上記方法は、第1のウエッジの立
上り部を垂直パネル/ゲーブルパネル接合部に接触させ
て、その接合部に折り目を形成することを含む。
【0014】好ましい方法において、アンビルおよびウ
エッジは、トップフィンパネルに少なくとも二度係合す
る。第1のウエッジの立上り部は、アンビルとトップフ
ィンパネルとの第2あるいはその後の係合において、垂
直パネル/ゲーブルパネル接合部でカートンに接触する
のが最も好ましい。
【0015】本発明のこれらのおよび他の特徴および利
点は、下記詳細な説明と添付図面と添付特許請求の範囲
とから明らかである。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、種々の形態での実施形
態が可能であるが、現在好ましい実施形態を図面に示
し、かつ、以下に記載し、この開示は、本発明の例示と
して考えるべきであり、図示した特定の実施形態に本発
明を制限する意図ではない。
【0017】次に、図面、特に図1を参照すると、従来
の成形充填シール用包装機械10が示されている。包装
機械の1例が、本明細書中で援用するカツマタに対する
米国特許第6012267号明細書に開示されている。
包装機械10は、平坦な折り曲げられたカートンブラン
ク(半加工品)を格納するカートンマガジン12とカー
トン直立ステーション14と底部成形シールステーショ
ン16とを含む。包装機械10は、更に、カートンを殺
菌する殺菌ステーション18を含み、更に、充填ステー
ション20を含み、ここで、カートンに製品が充填され
る。充填ステーション20の後で、カートンのトップパ
ネルは、仮折りされ、この後、折り曲げられかつ密閉さ
れる。カートンは、この後、成形充填シールパッケージ
機械10から下ろされる。
【0018】全体が22で示されている上部シールステ
ーション(1より多くのシールステーションを包装機械
に設けることができる)は、対向するプレスあるいはア
ンビル24,26を含み、これらのアンビルは、カート
ンのトップフィン部の両側で互いに係合して、トップフ
ィン部にほぼ気体および液体不透過性シールを形成す
る。
【0019】上述のように、ゲーブルトップカートンの
構造に対し改良がなされた。この改良において、ゲーブ
ルトップカートンの従来のゲーブルパネルは、“延伸し
た”トップパネルで代えられる。この構成において、ゲ
ーブルパネルのうちの1つが、延伸され、あるいは、細
長く形成される。これらの延伸トップパネルカートンの
例が、図6の(a)および(b)に示されている。これ
らの図面に示されているように、図6の(a)に示した
1つのカートン構造において、カートンは、1つの延伸
されたパネル116と1つの短いパネル114とを含
み、これらのパネルは、トップフィン部116で合流す
る。トップフィン116は、カートン110の中心線C
110からずれている点を除き、標準的なゲーブルトップ
カートンのトップフィンのような外観を有している。カ
ートン110は、再封止可能な蓋118を取付けること
ができる。図6の(b)に示した延伸トップパネルカー
トン210の他の実施形態において、カートンは、前壁
214から立上りかつカートン210の後壁218の一
部でフィン216を形成する単一延伸トップパネル21
2を含む。このカートン210は、再封止可能な蓋22
0も含んでもよい。延伸トップパネルカートン110の
これらの実施形態の双方において、このカートンの構造
は、かなり明確な美観を提供するだけでなく、たとえ
ば、必要以上に大きい注ぎ口、蓋、キャップなどを収容
する延伸したあるいは細長いパネル112,212を提
供する。
【0020】図2および3を参照すると、複数のウエッ
ジ28a-e(全体として28)が、アンビル24の一方に
装着され、単一ウエッジ30が、他方のアンビルに装着
される。アンビル24,26は、トップフィン116,
216に直接接触する構造を有し、ウエッジ28,30
は、トップゲーブルパネル112,114および214
の少なくとも幾つかに接触してカートン折り曲げ線に清
浄で明確な折れ目Lを形成する。ウエッジがほぼ平坦な
平面を有する公知の構造と異なり、本発明においては、
ウエッジの幾つか(28cおよび28d-eの一部)は、立
上り部32を含み、この立上り部は、図2中、矢印34
で示されている、上部密封装置22を通るカートンの移
動方向に、少なくともウエッジ28c-eの長さの一部に
沿って長手方向に延びる。
【0021】次に、図7から9を参照すると、アンビル
24,26は、シールステーション22内に装着され、
2方向に向いた矢印36で示したように、処理通路を通
るカートンの長手方向の移動に対して横方向に移動す
る。アンビル24,26は、カートンがシールステーシ
ョン22を横断する方向に通過するときに、ほぼ直線状
の通路に沿って往復動して、カートンに係合し、解放す
る。
【0022】アンビル24,26は、例示した駆動装置
40,42のような1つまたは複数の駆動装置によっ
て、往復動の態様で駆動され、この駆動装置は、1つま
たは複数の機械的リンク機構44,46によって、アン
ビル24,26に作動的に結合される。当業者は、油圧
式、空圧式、電気機械的および電気的駆動装置を含む
が、これに限られないこの駆動装置のような種々の駆動
装置がアンビル24,26に使用することができること
を認識し、理解するであろう。この駆動装置の全ては、
本発明の範囲および精神の範囲内である。
【0023】ウエッジ28,30は、122,222で
示した、カートンのゲーブルパネルと垂直パネル(たと
えば、前壁または側壁)とのほぼ接合部でゲーブルパネ
ル112,212の一部に係合する構造を有している。
上述のように、幾つかの型式の改良されたゲーブルトッ
プ構造は、図6の(a)および(b)に示したような延
伸したトップパネルを含む点で、標準的なウエッジは、
ゲーブルパネルと前(または側)壁との接合部で十分に
ゲーブルパネルに接触して清浄あるいは明確な折り目線
Lを形成しないことが分かった。この結果、標準的な立
上り部を有していないウエッジは、所望の清浄で明確な
折り目ではなく、この接合部に折り目線に沿って隆起部
もしくは湾曲領域が形成されることが多いことが分っ
た。
【0024】図面から分かるように、本発明の上部シー
ル装置22のウエッジ28は、凹状のほぼ平面領域52
を有する本体部50を含む。ウエッジ28d-eの幾つか
と28cの一部とは、立上り部を含み、この立上り部
は、ウエッジ28c-eの下部領域54に配置され、平面
52から外方に延びる。立上り部32は、同様に、平面
領域52に平行で、これから離隔しているほぼ平面な面
56を含む。スロープ状あるいは傾斜中間面58,60
が、本体部50と立上り部の面56との間に延びてい
る。62で示した間隙が、注ぎ口がその上を移動するカ
ートン路の側に沿うウエッジ間の間隔で形成され、ゲー
ブルパネル112,212から上方に延びることができ
る注ぎ口あるいは同様な蓋組立体を収容する。ウエッジ
28,30は、ピンおよびボルト(図示せず)を整合さ
せることによってアンビル24,26に固定され、容易
な交換および保守を許容する。
【0025】図9を参照すると、上部シール装置22の
アンビル24,26は互いに係合するため、ウエッジ2
8c-eの立上り部32は、ほぼゲーブルパネル/前壁接
合部122,222でゲーブルパネル112,212に
接触することが分かる。ウエッジ28a-eは、パネル接
合部122,222でカートンに係合するため、カート
ンを内方かつ下方に付勢して、清浄で明確な折り目線L
を形成する。標準的なウエッジは、これらの延伸したト
ップパネルカートンに使用されたときに、折り目に隆起
部あるいは丸まったコーナー部が形成されるのが観察さ
れた。当業者によって認識されるように、これらの隆起
部あるいは丸まったコーナー部は、視覚的に不快な製品
を形成することがある。包装の機構および包装機械に精
通していない消費者は、このようなパッケージは、清浄
で明確な折り目線を有するものより劣っていると考える
ことがある。
【0026】カートントップフィン116,216を成
形し、密封する好ましい方法においては、カートン11
0,210は、シールステーション22を横断する方向
に通過し、最初にウエッジ30および非立上り(たとえ
ば、平面)部(ウエッジ28a-bおよび28cの一部)
を有するウエッジ28にゲーブルの両側で接触する。カ
ートン110,210は、この後、この後の係合で、ウ
エッジ30とウエッジ28d-eと立上り部32を有する
ウエッジ28cの一部とに接触する。ウエッジ30およ
び28a-eとカートンパネルとの第1の係合で、折り目
が形成され、ゲーブルパネルが成形され、同時に、フィ
ン116,216が、アンビル24,26相互のおよび
アンビル24,26とフィンパネルとの係合で密閉され
る。ウエッジ30および28a-eとゲーブルパネルとの
その後の係合で、立上り部32は、ゲーブル/トップパ
ネル接合部122でカートン110,210に接触し
て、折り曲げ線Lに清浄で明確な折り目を形成する。再
び、ウエッジ30および28c-eがその後の係合でカー
トン110,210に接触するために、フィン116,
216は、アンビル部24,26で更に押圧されて、更
に、トップフィンシールを形成する。
【0027】上記説明から、本発明の真実の精神および
範囲から逸脱することなく、多数の修正および変更が実
施可能であることに気が付こう。図示した特定の実施形
態に対する制限は、意図されていないあるいは予定され
るべきでないことが理解されるべきである。上記開示
は、添付特許請求の範囲によって、特許請求の範囲の範
囲内にあるこれらの全ての修正を含むことが意図されて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を具体化したゲーブルトップカー
トンのトップフィンを成形し、密封する上部シール装置
を有する例示的な成形充填シール用包装機械の斜視図。
【図2】平面ウエッジおよび立上りウエッジの双方を示
すシール装置のシール装置アンビル部の斜視図。
【図3】対向するシール装置アンビル部の非立上りウエ
ッジの斜視図。
【図4】対向する非対称ウエッジを示す、底面からシー
ル装置を見た斜視図。
【図5】1つの立上りウエッジ部の斜視図。
【図6】(a)および(b)は、延伸したトップパネル
を有し、本発明の上部シール装置および方法を使用し
て、清浄で明確な折り目線が形成されたカートンの側面
図。
【図7】互いに係合したシール装置アンビル部を有し、
図示の明確化のために、アンビル部間からカートンが除
去された例示的包装機械のシールステーションを示す
図。
【図8】カートンを受入れ可能な状態の互いに離隔した
アンビル部を示す、図7と同様な図。
【図9】シール装置アンビル部間にそのトップフィンパ
ネルを有するカートンを仮想線で示す図。
【符号の説明】
10 成形充填シール用包装機械 12 カートンマガジン 14 カートン直立ステーション 16 底部成形シールステーション 18 殺菌ステーション 20 充填ステーション 22 上部シールステーション 24,26 アンビル 28,30 ウエッジ 32 立上り部 40,42 駆動装置 44,46 リンク機構 50 本体部 52 平面部 54 下部領域 58,60 傾斜中間面 62 間隙 110,210 カートン 112,114,212 パネル 116,216 トップフィン 118 再封止可能な蓋 122,222 垂直パネル/ゲーブルパネル接合部 214 前壁

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲーブルトップカートンを成形し、充填
    し、そして、密封する成形充填シール用包装機械の上部
    シール装置であって、前記機械は、処理通路を画成し、
    上部シール装置は、前記機械に沿って充填ステーション
    の後に配置され、ゲーブルトップカートンは、垂直パネ
    ルとこの垂直パネルに近接した少なくとも1つのゲーブ
    ルパネルとを含み、かつ、垂直パネル/ゲーブルパネル
    接合部とトップフィンとを形成し、トップフィンは、カ
    ートンの上部シール部を形成し、前記シール装置は、 処理通路の両側に配置され、処理通路を横断する方向に
    移動して、トップフィンに係合しかつこれらのフィンを
    圧縮してトップフィンにシールを形成する構造の第1,
    第2のアンビルと、 少なくとも1つのアンビルに装着されたウエッジとを備
    え、このウエッジは、その面から延びる立上り部を有
    し、前記ウエッジは、アンビルに装着され、アンビルが
    トップフィンに係合するのと同時に、立上り部を垂直パ
    ネル/ゲーブルパネル接合部に接触させ、立上り部は、
    垂直パネル/ゲーブルパネル接合部に接触して接合部に
    折り目を形成する上部シール装置。
  2. 【請求項2】 ウエッジの面は、平面部を形成し、立上
    り部は、平面から延びる請求項1に記載の上部シール装
    置。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つのアンビルに装着された
    複数のウエッジを含む請求項1に記載の上部シール装
    置。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つのウエッジは、立上り部
    を含む請求項3に記載の上部シール装置。
  5. 【請求項5】 ほぼ半分のウエッジは、立上り部を含む
    請求項3に記載の上部シール装置。
  6. 【請求項6】 ウエッジは、その間に間隙を形成する請
    求項5に記載の上部シール装置。
  7. 【請求項7】 一連の延伸したトップパネルゲーブルト
    ップカートンを成形し、充填し、そして、密封する成形
    充填シール用包装機械の上部シール装置であって、前記
    機械は、処理通路を画成し、上部シール装置は、前記機
    械に沿って充填ステーションの後に配置され、一連の延
    伸したトップパネルゲーブルトップカートンのそれぞれ
    は、第1の垂直パネルとこの垂直パネル近部の延伸した
    ゲーブルパネルとを含み、一連のカートンのそれぞれ
    は、更に、第1の垂直パネルに対して対向する方向に向
    いた第2の垂直パネルと延伸したゲーブルパネルに対し
    て対向する方向に向きかつ第2の垂直パネル近部の第2
    のゲーブルパネルとを形成し、一連のカートンのそれぞ
    れは、第1の垂直パネル/延伸したゲーブルパネル接合
    部と延伸した第2のゲーブルパネルから延びるトップフ
    ィンとを形成し、トップフィンは、互いに密封して一連
    のカートンのそれぞれの上部シール部を形成する構造を
    有し、前記シール装置は、 処理通路の両側に配置され、処理通路を横断する方向に
    移動して、一連のカートンのそれぞれのトップフィンに
    係合しかつこれらのフィンを圧縮して一連のカートンの
    それぞれの上部シール部を形成する構造の第1,第2の
    アンビルと、 第1のアンビルに装着された第1のウエッジ部と、 第2のアンビルに装着された第2のウエッジ部とを備
    え、第1のウエッジ部は、その面から延びる少なくとも
    1の立上り部を含み、第1のウエッジ部は、アンビルに
    装着され、アンビルがトップフィンに係合するのと同時
    に、一連のカートンのそれぞれの少なくとも1つの立上
    り部を第1の垂直パネル/ゲーブルパネル接合部に接触
    させ、少なくとも1の立上り部は、第1の垂直パネル/
    ゲーブルパネル接合部に接触して一連のカートンのそれ
    ぞれの接合部に折り目を形成し、第2のウエッジ部は、
    一連のカートンのそれぞれの第2のゲーブルパネルに接
    触する構造を有する上部シール装置。
  8. 【請求項8】 第1のウエッジ部は、複数のウエッジを
    含み、ほぼ半分のウエッジは、立上り部を含み、他の半
    分のウエッジは、平面を含む請求項7に記載の上部シー
    ル装置。
  9. 【請求項9】 シール装置は、一連のカートンのそれぞ
    れに少なくとも二度係合する構造を有し、第1の係合
    で、一連のカートンのそれぞれは、第1のウエッジの平
    面に接触し、その後の係合で、一連のカートンのそれぞ
    れは、第1のウエッジの立上り部に係合する請求項8に
    記載の上部シール装置。
  10. 【請求項10】 少なくとも1つのウエッジは、ウエッ
    ジの長さのほぼ半分に沿って延びる立上り部を有するよ
    うに形成される請求項8に記載の上部シール装置。
  11. 【請求項11】 ウエッジの2つは、この2つのウエッ
    ジのそれぞれの長さのほぼ半分に沿って延びる立上り部
    を有するように形成される請求項10に記載の上部シー
    ル装置。
  12. 【請求項12】 第1のウエッジ部は、その間に間隙を
    形成する請求項8に記載の上部シール装置。
  13. 【請求項13】 ゲーブルトップカートンに上部シール
    を形成し、ゲーブルパネル/垂直パネル接合部に折り目
    を形成する方法であって、カートンは、成形充填シール
    用包装機械の処理通路に沿って搬送され、カートンは、
    互いを密封して上部シール部を形成する構造を有する複
    数のトップフィンパネルを形成し、前記方法は、 処理通路の両側に配置された第1,第2のアンビルを提
    供し、 その面から延びる少なくとも1の立上り部を含む第1の
    ウエッジ部を第1のアンビルに装着し、 アンビルを互いに接近し、横断する方向に移動させて、
    カートンのトップフィンパネルに係合させかつフィンを
    圧縮してカートンの上部シール部を形成し、 アンビルがトップフィンパネルに係合するのと同時に、
    第1のウエッジの立上り部を垂直パネル/ゲーブルパネ
    ル接合部に接触させ、ウエッジの立上り部は、垂直パネ
    ル/ゲーブルパネル接合部に接触して接合部に折り目を
    形成する方法。
  14. 【請求項14】 アンビルおよびウエッジは、トップフ
    ィンパネルに少なくとも二度係合する請求項13に記載
    のゲーブルトップカートンに上部シールを形成する方
    法。
  15. 【請求項15】 アンビルとトップフィンパネルとの第
    2の係合で、第1のウエッジ部の立上り部は、垂直パネ
    ル/ゲーブルパネル接合部でカートンに接触する請求項
    14に記載のゲーブルトップカートンに上部シールを形
    成する方法。
  16. 【請求項16】 第1のウエッジ部の立上り部は、アン
    ビルとトップフィンパネルとの第2の係合でのみ、垂直
    パネル/ゲーブルパネル接合部でカートンに接触する請
    求項15に記載のゲーブルトップカートンに上部シール
    を形成する方法。
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