JP2007537902A

JP2007537902A - 液体用容器の成形機

Info

Publication number: JP2007537902A
Application number: JP2007517504A
Authority: JP
Inventors: ボルドリーニ，フルビオ; ギオッティ，ロベルト; カバルラーリ，ステファノ
Original assignee: アツィオナリアコストルツィオーニマッキーネアウトマティケア．チ．エンメ．ア．ソチエタペルアツィオニ
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2007-12-27
Also published as: DE602005009186D1; WO2005113222A1; ES2313336T3; EP1763434B1; ATE405416T1; ITBO20040312A1; EP1763434A1; US20090098989A1

Abstract

液体用の食品安全容器（２）は、長手軸（２ａ）方向に延びる管状本体（３）と、管状本体（３）の開口上端（５）に同軸に固定された四角形のベース（１６）を備えた首部（７）とを有する。開口上端（５）は四角錐台形状の接続部分（６）を有し、四角錐台形状の接続部分（６）の４つのテーパ状コーナエッジは折畳まれて４つのフィン（２２）を形成する。容器（２）は、２対のアーム（２６）を備えた折畳み及び封止又は溶着ユニット（２４）を有する機械装置（１）により成形される。フィン（２２）の各々は、接続部分（６）の側壁（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の各々にアーム（２６）によって折り重ねられ、アーム（２６）と関連して操作される一対のヒートシーラ又は超音波ウェルダ（２９）によって側壁（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に固定される。

Description

本発明は、容器、典型的には食用製品用容器の成形機に関する。特には、本発明は、ミルク、果汁、ヨーグルト等の液体製品の保存に適した食品安全材料で被覆された多層構造の紙材料からなるブランク材から構成される容器の製造機械に関する。

特許文献１が開示するこの種の容器は、通常の方法で底端が閉鎖され、長手軸方向にみた断面が実質四角形の管状本体と、管状本体に同軸に関連付けられたプラスチック材料の首部とを有する。

首部の頂部は、スクリュキャップにより閉鎖可能な注ぎ口を有し、一方首部の底部は、容器の管状本体の開口頂部に密封式に固定される円錐形のフランジ形状に成形される。

米国特許第５，０８８，６４２号

管状本体が有する四角形の上端を、首部の円錐形フランジに液密式に適合させる操作は非常に難しい。この操作は、円錐形のフランジを変形させるだけでなく、容器の上端を連続的に複雑に折畳むステップを含む。

本発明の目的は、上述の欠点に影響されず、管状本体に同軸に取付けられた首部を備えた容器を成形する装置を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を備えた容器成形機により十分に達成される。

以下本発明の詳細を、添付図面を参照して例示的に説明する。

図１を参照すると、参照符号１は、図７及び図８に示すような特に食用製品用の容器２を成形する機械装置を示す。

容器２（図７参照）は、主たる長手軸２ａについての断面が四角形の管状本体３と、４つの壁部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄとを有し、４つの壁部は互いに平行に対向する２対の壁部として配置される。

管状本体３は、一端において閉鎖され容器２の底端４を形成し、反対側の上端５は、首部７で終端する四角錐台形状部分６を有する。首部７は、図示しないスクリュキャップにより閉鎖可能な口部８を有する。

図８を参照すると、容器２は、実質円形断面の管状本体３を有してもよいことがわかる。管状本体３は一端において閉鎖され底部４を形成し、反対側の上端５は首部７で終端する四角錐台形状部分６を有する。首部７は、スクリュキャップにより閉鎖可能な口部８を有する。

上述の四角錐台部分６は、管状本体３と首部７との間の接続部分を構成し、管状本体３の４つの壁部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄにそれぞれ隣接する４つの側壁６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄを有する。

より詳細には、ＷＯ２００４／０１１２３８号として公開された本願出願人による国際特許出願を参照すると、機械装置１は成形部分９を有し、それにより管状本体３は、予め折線を有するダイカットされたブランク（説明はされていないが、ＷＯ２００４／０１１２３８号の図面から明らか）から通常の方法で成形される。ブランクは、液体に適した食品安全材料の１つ以上の層で被覆された板紙又は厚紙のような、多層すなわち処理済みの紙材料から作製される。

参照符号１０は、移送機構の全体を示す。これにより管状本体３は、送り方向Ｄに沿って前進し、ステーションＳを通り、移送ステーション１１に向かう。ステーションＳでは、各ブランクの長手方向エッジが封止又は溶着される。移送ステーション１１では、要素１２を含む搬送手段によって各ブランクが取上げられ、要素１２は図１に示すように、送り方向Ｄを横切る水平軸１２ａ回りを反時計方向に間欠的に回転する。

より詳細には、封止又は溶着ステーションＳは、支持起動要素Ａ上に配置された封止又は溶着装置Ｓ１を有する。これにより装置Ｓ１は、送り方向Ｄを実質横切る方向に、管状本体３の長手方向エッジに対して接離可能である。

回転要素１２は、実質円筒形状の自由端１３ａを備えた複数の放射状支持要素又はマンドレル１３を有する。マンドレル１３は、搬送要素１２が回転している間に、送り方向Ｄに沿って移送ステーション１１に１つずつ配置することができ、各マンドレル１３は容器２の管状本体３によって鞘状に覆われる。

搬送要素１２の回転方向に関して移送手段１１より上流側の所定の位置に、要素１２の周縁（より正確には、マンドレル１３の自由端１３ａで示される円状送り経路Ｐ）上のある位置を占有する送りステーション１４が配置される。送りステーション１４は、容器の首部７を供給するものであり、各マンドレル１３の自由端１３ａと相互作用できる位置に配置され、ブロック１５で概略図示された送り手段を有する。

ＷＯ２００４／０１１２３８号に記載されているように、首部７はプラスチック材料から成形され、上述の口部８を一端に有し、実質四角形のベースを他端に有し、四角錐台形状を呈する。

より正確には、ベース１６が有する４つの面１７が係合面を提供するように構成され、それにより首部が管状本体３の上端５に接続される。

移送機構１０に対する管状本体３の配置は、管状本体３がマンドレル１３から取上げられたときに、２つの面３ａ及び３ｃが円状送り経路Ｐに平行となり、かつ他の２つの面３ｂ及び３ｄが円状送り経路Ｐに垂直となるようになっていることが理解されよう。

移送ステーション１１の下流側に、第１処理ステーション１８及び第２処理ステーション１９が順次配置される。第１及び第２処理ステーションはそれぞれ、ブロック２０及び２１でそれぞれ概略図示される折畳みヘッド及び封止又は溶着ヘッドを備える。これにより、管状本体３が有する４つの面の端部が曲げられ、首部７のベース１６が有する面１７にそれぞれ接触して接合される。

特に、ヘッド２０は、四角錐台部分６の２つの第１側壁６ｂ及び６ｄを首部７の対応する面１７に対向させ、これら側壁の端部を面１７にそれぞれ封止又は溶着する機能を有する。一方、ヘッド２１は、四角錐台部分６の残りの２つの側壁６ａ及び６ｃを首部７の対応する面１７に対向させ、これら側壁の端部を面１７にそれぞれ封止又は溶着する機能を有する。

図６に示すように、四角錐台部分６を形成する折畳み操作によって、４つのピラミッド形のコーナエッジにはそれぞれ三角形のフィン２２が形成される。４つのフィンは、長手軸２ａに沿って位置合わせされ相互に直交する面内に配置される。

第２処理ステーション１９のすぐ下流側であって円状送り経路Ｐ上に、全体を参照符号２３で示すさらなる処理ステーションが配置される。このステーションでは、折畳み及び封止又は溶着ユニット２４が三角形フィン２２の各々を四角錐台部分６の面に重ね合わせる。より正確には、フィン２２は２つ一組で、四角錐台部分６の互いに反対側の壁部６ａ及び６ｃ（又は６ｂ及び６ｄ）にそれぞれ重ね合わされて固定され、それにより容器２は図７に示すような構造を有する。

図４及び図５を参照すると、折畳み及び封止又は溶着ユニット２４は、対の揺動アーム２６を備える折畳み手段２５を有する。揺動アーム２６は、送り経路Ｐの両側（すなわちマンドレル１３の両側）、すなわち折畳み及び封止又は溶着ステーション２３の両側に対称配置される。

揺動アーム２６の各対は、図４に示す非係合状態の第１の拡大位置と、隣接する２つの三角形フィン２２に係合する第２の操作位置との間を移動可能である。それにより折畳み及び封止又は溶着ステーション２３において、フィン２２が、揺動アームの自由端２６ａによって四角錐台部分６の互いに反対側の２つの壁６ａ及び６ｃに重ね合わされる。

揺動する折畳み用アーム２６の自由端２６ａは略Ｃ字形状を有し、操作位置（図５参照）において開口２７を形成する。

ユニット２４はさらに、第１及び第２のシーラ又はウェルダ２９を備えた封止又は溶着手段２８を有する。第１及び第２のシーラ又はウェルダ２９は、上述のステーション２３において送り経路Ｐの両側に対称配置される。

２つのシーラ又はウェルダ２９は、図４に示す第１の非係合位置と、図５に示す操作位置との間を揺動可能である。操作位置において、各シーラ又はウェルダ２９の自由端が有する接触チップ３０は、折畳み手段２５の自由端２６ａが有する開口２７を通り、壁６ａ及び６ｃにそれぞれ重ね合わされた対のフィン２２に係合する。

実際の用途では、折畳み手段２５が非係合位置に戻る前に、封止又は溶着操作が完了する。

容器２は、折畳み及び封止又は溶着ステーション２３を通った後は図７に示すような形態となる。図７が示すように、フィン２２は四角錐台部分６の２つの面６ａ及び６ｃに接着される。

折畳み手段２５及び封止又は溶着手段２８において行われる種々の動作に関し、一例を示す図４及び図５を参照すると、折畳み及び封止又は溶着ユニット２４は駆動手段を有する。駆動手段は、その全体が参照符号３１で示され、折畳み手段２５及び封止又は溶着手段２８に共通して使用される。

より詳細には、駆動手段３１は、搬送要素１２の回転軸１２ａに平行な軸３３について回転可能な共通駆動シャフト３２を有し、さらに駆動シャフト３２と折畳み手段２５との間に配置された第１機械リンク３４と、駆動シャフト３２と封止又は溶着手段２８との間に配置された第２機械リンク３５とを有する。

第１機械リンク３４は、シャフト３２にキー固定された一対のクランクアーム３６を有する。各クラークアームは、それぞれロッド３７（図４及び図５には一方のみ図示）によって、揺動アーム２６を支持する取付要素３８に接続される。

シャフト３２が、ある方向に延びる軸３３について主接続ロッド３９によって回転すると、リンクロッド３７によって取付要素３８（すなわち折畳み手段２５のアーム２６も）が、搬送要素１２の回転軸１２ａに平行な軸４０の回りを旋回する。

第２機械リンク３５は、シャフト３２にキー固定された一対のドラムカム４１を有する。ドラムカム４１の各々はトラック４２を有し、トラック４２にはスリーブ４５内の軸４４回りの動作を実行可能な追従ローラ４３が配置される。

スリーブ４５の各々はその両端において、シーラ又はウェルダ２８を支持するフレーム４６に取付けられる。

シャフト３２が主接続ロッド３９によって軸３３についていずれかの方向に回転した場合、ドラムカム３５によってスリーブ４５が、搬送要素１２の回転軸１２ａに垂直な軸４４回りに旋回し、それによりシーラ又はウェルダ２８が２つの規定位置の間を移動する。

ユニット２４のシーラ又はウェルダ２８（実際には管状本体３の長手エッジを接合する封止又は溶着装置Ｓ１）は、例えば電気ヒートシール要素や超音波溶接機のような、いかなる既知のタイプであってもよい。

最後に、搬送要素１２が回転して、円状送り経路Ｐに沿って位置する折畳み手段及び封止又は溶着ステーション２３の下流点において最終送り出しステーション４７を通る。最終送り出しステーション４７からは、図７に示すような容器２が単独でカルーセル４８に渡され、そこから他の処理ステーション（特に底部４を閉鎖して封止するためのもの）に送られる。

機械１の他の実施形態では、２つのステーション１９及び２３が１つのステーション４９（図９）に統合される。この場合、回転式搬送手段１２の停止中に、四角錐台部分６の２つの側壁６ａ及び６ｃが先ず首部７の対応する面１７にピン固定され、次に２対のフィン２２が、参照符号２５で示すような折畳み手段によって四角錐台部分６の２つの側壁６ａ及び６ｃに重ね合わされる。

最後に、同じ停止中に、シーラ又はウェルダの作用によって側壁６ａ及び６ｃが首部７の面１７に封止又は溶着され、次に封止又は溶着手段２８によってフィン２２が側壁６ａ及び６ｃに封止又は溶着される。

側壁６ａ及び６ｃの端部を首部７の面１７に固定するステップ、及びフィン２２を側壁６ａ及び６ｃに固定するステップはいずれも、同一のシーラ又はウェルダで行うことができる。折畳み及び封止又は溶着手段は、図９にブロック４９で概略図示される。

本発明に係る容器成形機を、一部ブロック図で表した概略正面図である。成形機の詳細を示す拡大図であって、容器の成形処理ステップを示す図である。図２に続く成形処理ステップを示す図である。図１の成形機の一部を構成する操作ユニットのある操作状態を示す概略斜視図である。図４とは異なる操作状態を示す概略斜視図である。図１の成形機により成形される容器の、ある処理ステップにおける斜視図である。図６の次の処理ステップにおける容器の斜視図である。図１の成形機により成形される他の容器の斜視図である。図１の成形機の第２の実施形態を示す概略部分図である。

Claims

長手軸（２ａ）を備えた管状本体（３）と、前記管状本体（３）の上端（５）に同軸に固定可能な実質四角形のベース（１６）を備えた首部（７）とを有する容器（２）を成形するための装置であって、前記管状本体（３）は実質四角錐台形状の接続部分（６）によって前記首部（７）に接続され、前記接続部分（６）のピラミッド形コーナエッジはそれぞれフィン（２２）を有する、装置において、
前記装置は、折畳み手段（２５）及び封止又は溶着手段（２８）を含む折畳み及び封止又は溶着ユニット（２４）を有し、前記折畳み手段（２５）は、前記フィン（２２）の各々を前記接続部分（６）の対応する壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に重ね合わせ、前記封止又は溶着手段（２８）は、前記折畳み手段（２５）と協働して、前記接続部分（６）の壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に重ね合わされた前記フィン（２２）の各々をその状態で固定することを特徴とする、装置。
予め定めた送り経路（Ｐ）に沿って間欠的に作動する搬送手段（１２）をさらに有し、前記搬送手段（１２）は、首部（７）を備えた複数の容器（２）を、折畳み及び封止又は溶着ステーション（２３）に位置する前記折畳み及び封止又は溶着ユニット（２４）に連続的に送る、請求項１に記載の装置。
前記搬送手段（１２）は、水平軸（１２ａ）の回りを回転可能な要素（１２）を有し、前記要素（１２）は、前記容器（２）の前記管状本体（３）及び首部（７）を支持する複数の放射状支持要素又はマンドレル（１３）をする、請求項２に記載の装置。
各フィン（２２）に作用する前記折畳み手段（２５）は、第１の非係合位置と第２の係合位置との間を第１水平軸（４０）について旋回可能な揺動アーム（２６）を有し、前記第２の係合位置において、前記フィン（２２）は前記四角錐台形状の接続部分（６）の前記壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に重ね合わされる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
前記折畳み手段（２５）は、第１の互いに平行な複数の水平軸（４０）の回りを旋回可能であって前記折畳み及び封止又は溶着ステーション（２３）の両側に配置された第１対及び第２対の揺動アーム（２６）を有し、前記揺動アーム（２６）の各対は、一対のフィン（２２）を前記容器（２）の前記四角錐台形状の接続部分（６）の対向する壁部（６ａ、６ｃ；６ｂ、６ｄ）に重ね合わせるように構成される、請求項４に記載の装置。
前記封止又は溶着手段（２８）は、第２の互いに平行な複数の軸（４４）の回りを旋回可能な第１及び第２のシーラ又はウェルダ（２９）を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
前記封止又は溶着手段（２８）は、第２の互いに平行な複数の軸（４４）の回りを旋回可能な第１及び第２のシーラ又はウェルダ（２９）を有し、前記揺動アーム（２６）の各対は、協働して開口（２７）を形成する端部（２６ａ）を有し、前記シーラ又はウェルダ（２９）の封止又は溶着チップ（３０）が、前記開口（２７）を通って、前記フィン（２２）を前記容器（２）の前記四角錐台形状の接続部分（６）の対応する壁部（６ａ、６ｃ；６ｂ、６ｄ）に重ね合わせるように構成される、請求項５に記載の装置。
前記折畳み手段（２５）及び前記封止又は溶着手段（２８）がそれぞれ有する第１及び第２の旋回軸（４０、４４）は、回転する搬送要素（１２）の回転軸（１２ａ）にそれぞれ平行及び垂直に配置される、請求項３〜７のいずれか１項に記載の装置。
前記折畳み及び封止又は溶着ユニット（２４）は、前記折畳み手段（２５）及び前記封止又は溶着手段（２８）に共通して使用される駆動手段（３１）を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
前記駆動手段（３１）は、回転する搬送要素（１２）の回転軸（１２ａ）に平行な軸（３３）について回転可能な共通駆動シャフト（３２）を有し、前記駆動シャフト（３２）と前記折畳み手段（２５）との間、及び前記駆動シャフト（３２）と前記封止又は溶着手段（２８）との間に配置された機械リンク手段（３４、３５）を有する、請求項９に記載の装置。
前記封止又は溶着手段（２８）は電気ヒートシーラ（２９）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
前記封止又は溶着手段（２８）は超音波ウェルダ（２９）を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
回転する搬送要素（１２）の送り経路（Ｐ）に沿って、折畳み及び封止又は溶着ステーション（２３）の上流側に順次配置された複数のステーションをさらに有し、前記複数のステーションは、前記首部（７）が支持要素又はマンドレル（１３）に供給される送りステーション（１４）と、前記容器（２）の前記管状本体（３）が前記マンドレル（１３）に移送される移送ステーション（１１）と、フィン（２２）を有する接続部分（６）に適合する首部（７）が前記管状本体（３）の端部（５）に取付けられて接合される第１及び第２ステーション（１８、１９）とを含む、請求項３〜１２のいずれか１項に記載の装置。
長手軸（２ａ）を備えた管状本体（３）と、前記管状本体（３）の上端（５）に同軸に固定可能な実質四角形のベース（１６）を備えた首部（７）とを有する容器（２）を成形するための方法であって、前記管状本体（３）を実質四角錐台形状の接続部分（６）によって前記首部（７）に接続し、前記接続部分（６）のピラミッド形コーナエッジにそれぞれフィン（２２）を形成する、方法において、
容器（２）及びそれに対応する首部（７）を、予め定めた送り経路（Ｐ）に沿って間欠的に送るステップと、
第１処理ステーション（１８）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の２つの壁部（６ｂ、６ｄ）を折曲げにより形成し、前記壁部（６ｂ、６ｄ）と前記首部（７）とを封止又は溶着するステップと、
第２処理ステーション（１９）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の２つの壁部（６ａ、６ｃ）を折曲げにより形成し、前記壁部（６ａ、６ｃ）と前記首部（７）とを封止又は溶着するステップと、
他の処理ステーション（２３）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の少なくとも２つの壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に対して前記フィン（２２）を折重ね、さらに封止又は溶着するステップと、
を有することを特徴とする、方法。
長手軸（２ａ）を備えた管状本体（３）と、前記管状本体（３）の上端（５）に同軸に固定可能な実質四角形のベース（１６）を備えた首部（７）とを有する容器（２）を成形するための方法であって、前記管状本体（３）を実質四角錐台形状の接続部分（６）によって前記首部（７）に接続し、前記接続部分（６）のピラミッド形コーナエッジにそれぞれフィン（２２）を形成する、方法において、
容器（２）及びそれに対応する首部（７）を、予め定めた送り経路（Ｐ）に沿って間欠的に送るステップと、
第１処理ステーション（１８）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の２つの壁部（６ｂ、６ｄ）を折曲げにより形成し、前記壁部（６ｂ、６ｄ）と前記首部（７）とを封止又は溶着するステップと、
第２処理ステーション（４８）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の２つの壁部（６ａ、６ｃ）を折曲げにより形成するステップと、
前記第２処理ステーション（４８）において、前記四角錐台形状の接続部分（６）の少なくとも２つの壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に対して前記フィン（２２）を折重ね、前記壁部（６ａ、６ｃ）と前記首部（７）とを封止又は溶着し、さらに前記少なくとも２つの壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に前記フィン（２２）を封止又は溶着するステップと、
を有することを特徴とする、方法。
長手軸（２ａ）を備えた管状本体（３）と、前記管状本体（３）の上端（５）に同軸に固定可能な実質四角形のベース（１６）を備えた首部（７）とを有し、前記管状本体（３）は実質四角錐台形状の接続部分（６）によって前記首部（７）に接続され、前記接続部分（６）のピラミッド形コーナエッジはそれぞれフィン（２２）を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置又は請求項１４若しくは１５に記載の方法により成形可能な容器であって、
前記四角錐台形状の接続部分（６）の第１の壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に対して重ね合わされて封止又は溶着される一対のフィン（２２）と、前記第１の壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）と反対側の壁部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に対して重ね合わされて封止又は溶着される他の対のフィン（２２）とを有することを特徴とする、容器。