JP2003020004A - 水平成形・充填・シール装置及びパッケージを形成する方法 - Google Patents

水平成形・充填・シール装置及びパッケージを形成する方法

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JP2003020004A
JP2003020004A JP2002152772A JP2002152772A JP2003020004A JP 2003020004 A JP2003020004 A JP 2003020004A JP 2002152772 A JP2002152772 A JP 2002152772A JP 2002152772 A JP2002152772 A JP 2002152772A JP 2003020004 A JP2003020004 A JP 2003020004A
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film
filling
longitudinal
packaging film
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John H Schneider
エイチ．シュネイダー ジョン
Stanley Piotrowski
ピオトロースキ スタンレー
Nigel Knight
ナイト ナイジェル
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Illinois Tool Works Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ化される製品の回りに均一な無拘
束装着パッケージを形成する水平成形・充填・シール装
置を提供する。 【解決手段】 本発明の水平成形・充填・シール装置
は、パッケージ用フィルム供給源からフィルムが長手方
向に供給される中空の成形ボックスを有する。成形ボッ
クスは、頂部、各側部並びに開放された取入端及び吐出
端を有し、各側部に近接して上記吐出端からは、上記取
入端から離間して延在すべく一対のガイドバーが延在す
る。成形ボックスは、上記各ガイドバーの回りに延在す
るフィルム包絡体であって上記各ガイドバーの間でコン
ベア上に着座する製品受容表面を有するフィルム包絡体
へと、平坦なパッケージ用フィルムを変形する。上記フ
ィルムの長手縁部を接合すると共に製品受容表面上に製
品が載置される毎にパッケージ長間隔にて包絡体を横断
するシールを形成するシール用バーが配備される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は再密閉可能なパッケ
ージに関し、特に、斯かるパッケージを水平に成形、充
填かつシールしてパッケージ対象製品の回りに無拘束的
(loosely)に装着する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】厚切りチーズ、チーズスライス、また
は、クッキーおよびクラッカーなどの様にトレイ内に含
まれる種々の製品などのブロック状製品をパッケージ化
する上では、水平成形・充填・シール(HFFS ; horizont
al form, fill and seal)装置を用いるのが普通であ
る。斯かるパッケージは、製品が載置される平坦なプラ
スチック・フィルム・シート(sheet of plastic film)
から形成される。上記シートの一方または両方の側部が
製品上に巻回され、シートの各側縁部が相互にシールさ
れ、且つ、横方向のシールが形成されることで、製品の
回りにおけるパッケージが完成される。上記パッケージ
に対しては、シート縁部間にて又はフィルムに形成され
た折畳部分にジッパが配備され、該ジッパを介して最初
にパッケージが開かれた後で該パッケージを再密閉可能
としている。斯かる先行技術のHFFS装置の代表的なもの
は米国特許第4,589,145号、第5,247,781号および第6,13
8,436号である。
【０００３】斯かる装置上で形成される上記パッケージ
は、パッケージの美観のために並びに最終パッケージに
対して一定の幅を維持すべく、巻回操作の間において製
品上に概ね緊張(tight)して張設される。すなわち、も
し製品上でフィルムが少なくとも半緊張(semi-tight)で
張設されなければ、最終パッケージの幅はパッケージ毎
に異なり易い。更に、フィルムが少なくとも半緊張で張
設されなければ、パッケージ形成の間においてフィルム
には皺(しわ)が寄る。これは消費者により容認されない
という問題を引き起こすだけでなく、パッケージ済製品
の梱包を困難とすることもある。しかし一定の用途で
は、製品に対してパッケージ用フィルムを緊張させない
方が望ましいこともある。たとえば無拘束パッケージ(l
oose package)によれば、パッケージ内容物を容易に取
り出し得ると共に、パッケージ内へ製品を戻すのも容易
である。同様に、パッケージが注ぎ口(spout)もしくは
ジッパなどの付属品、特にスライダ式ジッパを備えるべ
き場合、パッケージと製品の間の緊張装着はパッケージ
に対して不都合なストレスを加え得ると共にジッパの操
作を阻害することもある。またジッパの内側に不正操作
証明シール(tamper evident seal)が配備される場合、
製品がそのシールに対して密着していたなら消費者はそ
のシールを破壊するのが困難と思うかも知れない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みた場合、本
発明の目的はパッケージ化されるべき製品の回りに均一
な無拘束装着パッケージ(loosely fitting package)を
形成するHFFS装置を提供するにある。
【０００５】更なる目的は、習用のHFFS装置の主要部分
を改変せずに構成され得ると共に概略的には習用のHFFS
装置と同一様式で作動する装置を提供するに在る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に依れば上記のお
よび他の目的および利点は、パッケージ用フィルム供給
源から連続的フィルムが長手方向に供給される中空の成
形ボックスを有する水平成形・充填・シール装置を提供
することで達成される。該成形ボックスは、頂部、各側
部、ならびに、開放された取入端および吐出端を有す
る。上記成形ボックスの各側部に近接した一対のガイド
バーが、該成形ボックスの上記吐出端を越えて該成形ボ
ックスを貫通延在する。また、上記各ガイドの間を長手
方向に延在するスリット・コンベアが配備される。上記
成形ボックスの内部は、上記パッケージ用フィルムを、
上記頂部の近傍から上記各側部へと下方に向け、上記ガ
イドバーの回りから上記コンベア上へと流すように案内
することで上記コンベアに沿って移動するフィルム包絡
体(film envelope)を形成するような輪郭とされる。上
記各ガイドバーの前端部は、上記成形ボックスの輪郭に
ほぼ追随すべく上方に傾斜され得る。
【０００７】上記コンベアはほぼ水平に延在すると共に
上記成形ボックスは上記コンベアに関して傾斜されるこ
とから、製品は上記成形ボックスを介して上記フィルム
包絡体内へと供給されて製品の回りにおけるパッケージ
形成が完成され得る。上記包絡体が上記ガイドバーの自
由端部を通り抜けた後、製品の前端(leading end)およ
び後端(lagging end)にて上記包絡体には横断シーム(cr
oss seams)が形成されて製品の回りにおけるパッケージ
が完成される。上記成形ボックスにフィルムを供給する
前に、該フィルムにはジッパが取付けられ得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】特に添付図面の図１を参照すると
本発明の成形・充填・シール装置10は概略的に、パッケ
ージ用フィルム12の供給源およびジッパ14の供給源を備
えて示される。フィルムは駆動ローラ16によりジッパ取
付機構18を介して引き出されるが、機構18にてはジッパ
の個別断片が所定間隔でフィルムの横方向に装着され
る。ジッパは、スライダを含んでも良く又はスライダ無
しでも良い。斯かるジッパ取付機構は、ジョージア州、
アトランタに所在するITW社のAMI/RecPro事業部からTOP
ZIPの商品名で市販されている。現時点では、パッケー
ジ用フィルムの幅のほぼ半分に等しい長さのジッパ断片
をジッパ・アプリケータ18が該フィルムの中央部分に取
付け、該フィルム帯状体の両側にジッパの無いマージン
を残すことを述べれば十分であろう。
【０００９】あるいはジッパは、図１において仮想線で
示されたジッパ供給源14Aを利用すると共にジッパ取付
機構18のシール用バーの向きを対応して変更することに
より、フィルムに対して長手方向に(すなわちフィルム
の横方向では無くフィルムが進行する方向に)装着され
得る。この場合には、フィルムの長手方向にスリットを
形成すると共に該スリットにより生成された各フィルム
縁部に対してジッパをシールするのが望ましいこともあ
る。
【００１０】ジッパがフィルム進行方向に対して横方向
に装着されるか平行に装着されるかに関わりなく、フィ
ルムおよび取付けられたジッパの取り扱いは実質的に同
一である。ジッパが取付けられたフィルム34は駆動器22
によりダンサ・システム(dancer system)20を介してガ
イド・ローラ24を通り成形ボックス26へと供給される。
ガイド・ローラ24は、上記帯状体が成形ボックス26に進
入するときにジッパが該帯状体の下側表面に在る如く該
帯状体を配向すべく機能する。
【００１１】図２を参照すると、成形ボックス26は頂壁
28、両側壁30および底壁32を含むことが理解される。ジ
ッパが取付けられたフィルム34は成形ボックス26の開放
取入端36へと供給されてその開放吐出端38から出る。各
側壁30からは、上記取入端から離間する方向へと上記吐
出端を介してガイドバー40が延在する。各ガイドバー40
間には水平コンベア42が位置される。
【００１２】上記成形ボックス内においては上記帯状体
の中央部分44が成形ボックスの頂部に追随する如く、ジ
ッパが取付けられたフィルム34は該成形ボックスの内側
表面と上記ガイドバーの外側表面とにより案内される。
上記帯状体のマージン側部46は、成形ボックス内へと延
在するガイドバー40の回りからコンベア42上へと案内さ
れて、コンベア上に製品受容フィルム表面54を形成す
る。フィルムの両長手縁部50は、コンベアに形成された
スリット48内へと供給される。コンベアの下方において
上記スリットの両側には長手方向に延在する一対のシー
ル用バー52が位置される。またコンベアの下流端部の下
流には、該コンベアに対して横方向に延在する第2の一
対のシール用バー56が配備される。あるいは、上記フィ
ルムは上記成形ボックスおよび対応して調節されたガイ
ドバーの回りへと供給され得る。
【００１３】作動時には、平坦なパッケージ用フィルム
12がジッパ・アプリケータ18を介して供給され、其処で
ジッパ14の個別断片が所定間隔でパッケージ用フィルム
に装着される。ジッパが装着されたフィルム34は、ジッ
パが下方を向く様に配向されて成形ボックス26内へと供
給される。成形ボックス内においてパッケージ用フィル
ムは、ジッパ担持中央部分が成形ボックス頂部の内側表
面に追随する一方で側部マージン部分は成形バーの回り
からコンベア表面上へと牽引され且つフィルムの長手縁
部は上記コンベアベルトのスリットを通過する如く案内
される。コンベアベルトは概略的に水平であり且つ成形
ボックスはコンベアに関して傾斜されることから、重力
により成形ボックスを通過供給される製品58は、コンベ
ア上に着座するフィルムの製品受容フィルム表面54上へ
と分配または載置される。製品を担持すべく成形された
フィルムの部分が長手シール用バー52を通過するときに
フィルムの各縁部は相互にシールされ、製品の回りに閉
じられた包絡体を形成する。この包絡体は次にガイドバ
ー40の自由端部を越え、横方向のシール用バー56が載置
されるコンベア端部まで長手方向に移動される。製品担
持部分が通過する毎に、上記シール用バーは起動されて
包絡体の頂部を該包絡体の底部へとシールする。上記の
横方向シール・プロセスにおいて、ジッパ14の取付けは
完了されると共にパッケージ64のジッパ端部62にはシー
ルが形成される。これと同時に、次のパッケージの(ジ
ッパの無い方の)逆端部に対する端部シール60が形成さ
れる。
【００１４】図３を参照すると、ガイドバー40は端部に
ローラ66を備えることが理解される。これらのローラに
寄れば、ガイドバーに沿ってのフィルム移動が促進され
る。この目的の為に、上記ガイドバーにはフィルム移動
を促進するテフロン(登録商標;ポリテトラフルオロエチ
レン;Teflon)又はセラミックが被覆され得る。同様に上
記バーは、自身上のフィルムの流れを促進すべく溝が形
成されても良く又は隆起部が形成されても良い。図５に
おいてガイドバー40は弧状(arcuate)である。図６乃至
図９には、上記ガイドバーの代替的形状が示される。各
々の場合においてパッケージ64の高さはガイドバーの高
さにより決定されると共に、(パッケージの側部から側
部までの)幅はガイドバーの距離又は厚みにより決定さ
れる。ガイドバーは、その高さを調節する手段を含んで
いてもよい。
【００１５】このように上記によれば、前述の課題が効
率的に達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の水平成形・充填・シール装置
の概略側面図である。
【図２】図２は、上記水平成形・充填・シール装置の成
形ボックス部分の斜視図である。
【図３】図３は、上記水平成形・充填・シール装置のガ
イドバーの部分的側面図である。
【図４】図４は、上記水平成形・充填・シール装置の成
形ボックス部分を流れるパッケージ用フィルムの上平面
図である。
【図５】図５は、図２の線５−５に沿った断面図であ
る。
【図６】図６は、代替的なガイドバーの回りへのフィル
ムの折畳みを示す図５と同様の図である。
【図７】図７は、代替的なガイドバーの回りへのフィル
ムの折畳みを示す図５と同様の図である。
【図８】図８は、代替的なガイドバーの回りへのフィル
ムの折畳みを示す図５と同様の図である。
【図９】図９は、代替的なガイドバーの回りへのフィル
ムの折畳みを示す図５と同様の図である。
【図１０】図１０は、本発明の方法および装置に従い作
成されて製品が充填されたパッケージの斜視図である。
【符号の説明】
１０…成形・充填・シール装置 １２…パッケージ用フィルム １４…ジッパ １６…駆動ローラ １８…ジッパ取付機構 ２０…ダンサ・システム ２２…駆動器 ２４…ガイド・ローラ ２６…成形ボックス ２８…頂壁 ３０…側壁 ３２…底壁 ３４…フィルム ３６…開放取入端 ３８…開放吐出端 ４０…ガイドバー ４２…水平コンベア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スタンレー ピオトロースキ アメリカ合衆国，イリノイ 60176，シラ ー パーク，セイモア 9206，アパートメ ント １イー (72)発明者 ナイジェル ナイト アメリカ合衆国，イリノイ 60901，カン カキー，サウス セブンス アベニュ 1367 Ｆターム(参考） 3E050 AB02 AB08 CA01 CC09 DC02 DC08 DD03 DG03 FA02 FB02 FB07

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開放取入端、開放吐出端、頂壁および両
    側壁を有する成形ボックスへとフィルム供給源からパッ
    ケージ用フィルムのシートを長手方向に移動するフィル
    ム駆動器と、 上記両側壁に夫々近接すると共に上記吐出端を越えて下
    流方向へと延在する一対のガイドバーと、 上記各ガイドの間において上記成形ボックス吐出端から
    延在するコンベアとを備え、 上記成形ボックスは、上記成形ボックス頂部の表面に沿
    って上記パッケージ用フィルムの長手方向中央部分を案
    内するフィルム成形表面と、上記フィルムの長手方向側
    部マージン部分を上記各ガイドバーの回りから上記コン
    ベア上へと案内して製品受容表面を形成するフィルム成
    形表面とを含む、 水平成形・充填・シール装置。
  2. 【請求項２】 前記コンベアは前記ガイドバーの自由端
    部の下流のシール・ステーションまで延在すると共に、
    前記成形ボックスは前記取入端を前記吐出端の上方とし
    乍ら上記コンベアに関して傾斜されることで、該成形ボ
    ックスを介して供給された製品は前記製品受容表面上へ
    と載置される、請求項１記載の水平成形・充填・シール
    装置。
  3. 【請求項３】 前記コンベアにおける長手方向スリット
    と該スリットの両側に配設されたシール用バーとを更に
    備えることにより、該スリットを通過する前記パッケー
    ジ用フィルム・マージン部分の長手縁部は相互にシール
    されて包絡体を形成し得る、請求項１記載の水平成形・
    充填・シール装置。
  4. 【請求項４】 前記コンベアの下流には、前記フィルム
    包絡体の上下に夫々位置されて上記包絡体の頂部と該包
    絡体の底部とを接合する一対のシール用バーが配備され
    る、請求項２記載の水平成形・充填・シール装置。
  5. 【請求項５】 前記パッケージ用フィルム供給源と前記
    成形ボックスとの間において前記パッケージ用フィルム
    の経路内に配設されたジッパ取付機構を更に備えて成
    る、請求項１記載の水平成形・充填・シール装置。
  6. 【請求項６】 前記ジッパ取付機構は前記パッケージ用
    フィルムの長手方向移動の方向を横切るべく該フィルム
    にジッパ片を取付ける、請求項５記載の水平成形・充填
    ・シール装置。
  7. 【請求項７】 前記ジッパ取付機構は前記パッケージ用
    フィルムの長手方向移動の方向において該フィルムにジ
    ッパ片を取付ける、請求項５記載の水平成形・充填・シ
    ール装置。
  8. 【請求項８】 前記ガイドバーの各々は前記フィルムの
    前記長手方向側部マージン部分に接触する第1ローラを
    含み、該ローラの各々は前記コンベアの長手方向軸心に
    直交する軸心を有する、請求項１記載の水平成形・充填
    ・シール装置。
  9. 【請求項９】 前記第1ローラは夫々のガイドバーの下
    流端部に配設される、請求項８記載の水平成形・充填・
    シール装置。
  10. 【請求項１０】 前記ガイドバーの各々は前記第1ロー
    ラの上流に第2ローラを含む、請求項９記載の水平成形
    ・充填・シール装置。
  11. 【請求項１１】 前記ガイドバーはほぼ半円形である、
    請求項１記載の水平成形・充填・シール装置。
  12. 【請求項１２】 前記ガイドバーはその高さを調節する
    手段を含む、請求項１記載の水平成形・充填・シール装
    置。
  13. 【請求項１３】 開放取入端と、開放吐出端と、頂壁
    と、両側壁と、上記側壁に夫々近接して上記吐出端から
    下流方向へと延在する一対のガイドバーとを有する成形
    ボックスへとフィルム供給源からパッケージ用フィルム
    のシートを長手方向に移動する段階と、 上記パッケージ用フィルムの長手方向中央部分を上記成
    形ボックス頂部の内側に沿って案内すると共に、上記フ
    ィルムの長手方向側部マージン部分を上記ガイドバーの
    回りからコンベア上へと案内して該コンベア上に製品受
    容表面を形成する段階と、 を備える、水平成形・充填・シール装置でパッケージを
    形成する方法。
  14. 【請求項１４】 前記コンベアは前記ガイドバーの自由
    端部の下流のシール・ステーションまで延在すると共
    に、前記成形ボックスは前記取入端を前記吐出端の上方
    とし乍ら上記コンベアに関して傾斜されていて、且つ、
    当該方法は、上記成形ボックスを介して前記製品受容表
    面上へと製品を供給する段階を更に備えて成る、請求項
    １３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記コンベアは長手方向スリットを含
    んでいて、 当該方法は、前記パッケージ用フィルム・マージン部分
    の各長手縁部を上記スリットに通過させて供給すると共
    に該長手縁部を相互にシールして包絡体を形成する段階
    を更に備えて成る、請求項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記包絡体の頂部と該包絡体の底部と
    を横方向に接合すべく上記包絡体に沿って離間された各
    横断シールを形成する段階を更に備えて成る、請求項１
    ５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記製品受容表面上には間欠的に製品
    が載置されると共に製品が載置される毎に横断シールが
    形成される、請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記パッケージ用フィルム供給源と前
    記成形ボックスとの間の箇所にて、前記パッケージ用フ
    ィルムに対してジッパ片を取付る段階を更に備えて成
    る、請求項１３記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記ジッパ片は前記パッケージ用フィ
    ルムの長手方向移動の方向を横切るように該パッケージ
    用フィルムに取付けられる、請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記ジッパは前記パッケージ用フィル
    ムの長手方向移動の方向において該パッケージ用フィル
    ムに取付けられる、請求項１８記載の方法。
  21. 【請求項２１】 フィルム供給源から水平コンベアへと
    パッケージ用フィルムのシートを長手方向に移動する駆
    動機構と、 水平コンベアと、 上記コンベアの各側部にて該コンベアの移動方向に延在
    する一対のガイドバーであって、上記コンベアは上記シ
    ートの移動の下流方向において該ガイドバーを越えて延
    在する、一対のガイドバーと、 上記シートの移動経路におけるガイドであって、上記シ
    ートの長手方向側部マージン部分を上記ガイドバーの回
    りから上記コンベア上へと導向して該コンベア上に製品
    受容表面を形成する表面と、上記シートの長手方向中央
    部分を上記製品受容表面の上方に導向する表面とを有す
    るガイドと、 上記移動シートの上記製品受容表面と上記長手方向中央
    部分との間において上記コンベア上に製品を分配する製
    品分配器と、 上記移動シートの上記長手方向中央部分を上記製品受容
    表面へと横方向にシールすべく上記コンベアの下流端部
    の下流に配設された第1シール器と、 上記第1シール器の上流にて上記移動シートの各長手縁
    部を相互にシールするための第2シール器と、 を備えた水平成形・充填・シール装置。
  22. 【請求項２２】 当該水平コンベアの各側部にて該コン
    ベアの移動方向に延在する一対のガイドバーを有すると
    共に該ガイドバーを越えてパッケージ用フィルムのシー
    トの移動の下流方向に延在する水平コンベアへと、フィ
    ルム供給源からパッケージ用フィルムのシートを長手方
    向に移動する段階と、 上記ガイドバーの回りから上記シートの長手方向側部マ
    ージン部分を上記コンベア上に導向して該コンベア上に
    製品受容表面を形成する段階と、 上記シートの長手方向中央部分を上記製品受容表面の上
    方に導向する段階と、 上記移動シートの上記製品受容表面と上記長手方向中央
    部分との間において上記コンベア上に製品を分配する段
    階と、 上記コンベアの下流端部の下流の箇所にて、上記移動シ
    ートの長手方向中央部分を上記製品受容表面に対して横
    方向にシールする段階と、 上記コンベアの下流端部の上流の箇所にて、上記移動シ
    ートの各長手縁部を相互にシールする段階と、 を備える、水平成形・充填・シール装置でパッケージを
    形成する方法。
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