JP2008531342A - 冷却した下部成形型部分を含む、熱成形した包装用トレーの製造用器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、深絞りした包装用トレーを製造するための器具及び方法、並びに本発明の器具を備えた包装機械に関する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱成形した包装用トレーの製造用器具及び製造方法、並びに本発明の器具を有する包装機械に関する。

今日、食物はますます頻繁に、食物の品目を入れた包装用トレーと、包装用トレーを閉鎖するためのカバーフィルムとを有するプラスチック包装物（パッケージ）で提供されるようになった。包装用トレーは一般に、平坦なフィルムウェブから熱成形により製造され、該熱成形は従来技術に従って加熱した熱成形用成形型を用いて行われる。しかしながら、かかる成形型で製造された包装用トレーは、熱成形されたフィルムが熱成形中又は熱成形後に収縮し、これにより特に、包装物の縁部が真っすぐにならない結果となる、という欠点を有する。

従って、本発明の目的は、上記収縮作用を少なくとも減少させる器具を提供することであった。

上記目的は、熱成形用成形型を用いて収縮性フィルムウェブから熱成形された包装用トレーを製造する器具であって、該熱成形用成形型が熱成形中に冷却される該器具により達成される。

かかる器具により、真っすぐな包装物端部を有する包装用トレーが収縮性プラスチックフィルムから製造可能となること、及び／又は熱成形直後の製造された包装用トレーの望ましくない逆収縮が少なくとも減少することは、当業者には非常に驚異的でありそして予期し得なかった。この器具は、全く新しい外観と非常に再生産可能なサイズを有する包装用容器の製造を可能にする。

本発明の目的には、収縮性フィルムは縦方向及び横方向の熱収縮性がそれぞれ少なくとも２０％であり、該熱収縮性は熱成形により実質的に影響されない熱成形性多層フィルムである。好ましくは、本発明の多層フィルムの縦方向及び横方向の熱収縮性はそれぞれ少なくとも２５％、更に好ましくは少なくとも３０％、更により好ましくは少なくとも３５％、非常に好ましくは少なくとも４０％、そして特に少なくとも４５％である。かかるフィルムは例えばDE 10 2005 017 937.1に開示され、それを本願に参照用に含め、従って本願開示の一部と考えられる。

本発明によると、熱成形用成形型は熱成形中は冷却される。熱成形用成形型は好ましくはこのための冷却手段を有する。かかる冷却手段は、例えば熱成形用成形型の領域に配置されそして冷却媒体、例えば冷却液又は冷却ガス、が循環する冷却ラインであることができる。

前記器具は好ましくは保持手段を有するので、フィルムは保持手段と熱成形用成形型との間にクランプ留めすることができる。該保持手段は好ましくはクランプ用フレームである。該保持手段は好ましくは垂直方向に位置換え可能なように設けられる。前記フレームウェブは好ましくは熱成形を行う前に保持手段により固定する。本発明の好ましい態様では、この保持手段は同じく冷却手段を有し、該冷却手段は熱成形用成形型と同じ冷却剤回路に又は別の冷却回路に連結し得る。冷却剤として特に適するものは、例えば冷蔵庫等にも使用される冷却剤である。

本発明のこの好ましい態様は、更なる方法ステップで、カバーフィルムで封止される包装用トレーの領域がいかなるストレスも持たない又は非常に低いストレスしか持たないという利点を有し、その結果、封止された継ぎ目の領域で僅かしか漏れない。

少なくとも１つの冷却剤回路が好ましくは調整され、例えば温度調整され、従って、熱成形用成形型及び／又は保持手段は常に実際上、一定の温度にある。

更に、好ましくは、本発明の器具は加熱手段、特に好ましくは加熱プレートを有し、それを用いてフィルムウェブを、特に熱成形前に加熱することができる。加熱手段を用いて該フィルムウェブは少なくともある領域で可塑化温度まで加熱される。加熱は非常に素早く行うのが好ましい。特に好ましくは、本発明の器具は、フィルムウェブと加熱手段の間の接触、従って熱伝達、を改良する手段を有する。特に好ましくは、この接触は、フィルムウェブを加熱手段に吸い込む及び／又は押し付ける負及び／又は正の圧力により改良される。多くの包装用トレーが同時に製造される場合、本発明の器具は、製造すべき各包装用トレーに対して加熱手段を有するのが好ましい。加熱手段は好ましくは垂直方向に位置換え可能であり、スイッチを入れそして切ることができ、そして／又は温度を調節することができる。一旦フィルムウェブが加熱されると、そして特に好ましくは熱成形前に加熱されると、フィルムウェブの過熱を避けそして非常に多量の熱が熱成形用成形型の冷却又は加熱手段の冷却で除かれるのを避けるために、加熱手段を再びフィルムウェブから除きそして／又はスイッチを切る。加熱は好ましくは、望ましい領域だけが加熱されるように、局部的に非常に的を絞った方法で且つ非常に素早く行う。熱成形後又は熱成形中、熱成形された包装用トレーの望ましくない復元を避けるために、フィルムウェブを次にできるだけ素早く冷却する。当業者は、フィルムウェブが加熱された時に、フィルムウェブのある領域がそれと共に加熱されるのを避けるために、そして／又はこれらの領域の望ましくない加熱を低減するために、そして／又は望まない復元を避けるために、加熱及び冷却もまた同時に行うことができることを認識する。

本発明の更なる好ましい態様では、本発明の器具は減圧及び／又は加圧手段を有し、それによりフィルムウェブは熱成形用成形型に押され又は引き込まれ、そしてそれによりその最終形状を与えられ、又はフィルムウェブと熱成形用成形型との間の熱伝達が改良される。同じ又は他の減圧及び／又は加圧手段もまた、未変形の(undeformed)フィルムウェブと加熱手段との間の接触を改良するために使用し得る。

本発明の器具は特に、包装物用の収縮性包装用トレーを製造するのに適する。従って本発明はまた、包装機械、好ましくは成形−充填−封止(form-fill-seal)包装機械又はトレー形成機として知られる包装機械に関する。

本発明はまた、フィルムウェブから熱成形された包装用トレーの製造法であって、フィルムウェブをまず部分的に加熱しそして熱成形前又は熱成形中に部分的に冷却する方法に関する。

かかる方法が、真っすぐな包装物端部を有する包装用トレーの製造を可能にすること、及び／又は熱成形後に望まない収縮が起こらないことは、当業者に非常に驚異的で予期できないことであった。これは、全く新しい外観と非常に再生産可能なサイズを有する包装用容器の製造を可能にする。

フィルムウェブは好ましくは熱成形前にクランプ留めされる。フィルムウェブのクランプ留めは、好ましくはクランプ用フレームを用いて行う。特に好ましくは、このクランプ用フレームは冷却され、そして最も好ましくは、垂直方向に位置換え可能なように設けられる。冷却されたクランプ用フレームは、後に封止する領域に少なくとも実際上ストレスがなく、それにより封止領域での漏れが僅かになるという利点を有する。

更に、好ましくは、フィルムウェブを熱成形前に加熱する。加熱と冷却は異なる時期に行うのが好ましく、加熱は冷却の前に行うのが好ましい。更に、好ましくはフィルムウェブの片面を加熱し、そして反対面を冷却する。本発明の更に好ましい態様では、加熱と冷却を同時に行い、フィルムウェブを加熱しそしてある領域で冷却する。特に好ましくは、できるだけ良い熱伝達を達成するために、フィルムウェブを加熱又は冷却手段の方向に押すか又は吸い込む。多くの包装用トレーを同時に製造する場合、製造すべき各包装用トレーに加熱手段を割り当てるのが好ましい。これは、必要な熱がフィルムウェブに局所的に非常に的を絞った方法で導入されるのを可能にする。

熱成形は、当業者に良く知られたいかなる方法でも行い得る。しかしながら、熱成形は正及び／負の圧力（減圧）により行うのが好ましい。更に、好ましくは熱成形はダイ（成形型）を用いて行うか、又は熱成形はダイにより助けられ、ダイ及び加熱手段を１つの構成要素とすることが可能である。

本発明によると、フィルムウェブは少なくともある領域で、熱成形の前、熱成形中及び／又は熱成形後に冷却される。特に、熱成形された領域は熱成形中及び／又は熱成形後に、熱成形された領域の望まない復元がもはやなくなるまで冷却される。この冷却は一般にそれぞれのフィルムの可塑化温度よりも低い温度である。

本発明を以下に、図１〜５に基づき説明する。これらの説明は単に例示のためで、本発明の一般的概念を限定するものではない。該説明は本発明の器具、本発明の包装物、及び本発明の方法にも等しく適用される。

図１に示されたのは本発明の器具であり、該器具は多くの熱成形室１０を有する熱成形用成形型３を有する。本発明によると、この熱成形用成形型は冷却され、冷却はこの場合では孔２により行われ、該孔を冷却媒体が通過する。熱成形用成形型３の上方には変形すべきフィルムウェブ１があり、該フィルムウェブは熱成形用成形型３とクランプ用フレーム４の間にクランプ留めされる。クランプ用フレーム４はこの場合では冷却剤が通過する孔５により同様に冷却することができる。フレームウェブ１の上方には加熱プレート７があり、該加熱プレートは双頭矢印６で示されるように、上昇及び下降することができる。当業者は、熱成形用成形型３が同様に垂直方向に可動であることを知っている。

図２は、クランプ用フレーム４と熱成形用成形型３との間にクランプ留めされたフィルムウェブ１の加熱を示す。このために、加熱プレート７を下降して、該プレートを好ましくはフィルムウェブと接触させる。該フィルムウェブを、該加熱プレートの領域で望む温度になるまで加熱する。加熱は時間を制御するように行うのが好ましい。

フィルムが十分加熱されると直ぐに、加熱プレートを再び上昇させ、減圧トレー８を製造するためにフィルムウェブ１の熱成形が行われる（図３）。この場合では、熱成形室１０は減圧に付すことができ、これにより該フィルムウェブは図示したように変形する。加熱及び熱成形工程全体中、熱成形用成形型及びクランプ用フレームを冷却する。

包装用トレー８が熱成形されると直ぐに（図４）、熱成形用成形型３を下降させると、包装用トレー８は熱成形用成形型３から出てくる。製造された包装用トレーが熱成形領域から出されて、フィルムウェブ１の新たな変形を行うことができる程度に該熱成形用成形型を下降させる。

図５に示されるのは、仕上がった包装用トレーである。熱成形用成形型の冷却は、パック（包装物）縁部９及び／又は包装物の底部が真っすぐになるという効果を有する。何故なら、フィルムウェブは熱成形後に全く収縮しないか、又は熱成形後若しくは熱成形中に非常に少ししか収縮しないからである。

図６は、収縮性フィルムウェブの収縮性フィルムから熱成形されたプラスチック包装用トレーを製造するための本発明の器具を示す。器具１２は下部成形型３及び上部成形型１９を有する。下部成形型３は製造すべき包装用トレーの形状のネガを含む。下部成形型にはチャンネル２が含まれ、該チャンネルを通って、下部成形型を冷却する冷却剤が循環する。双頭矢印で示されるように、下部成形型は下降及び上昇させることができる。フィルムウェブ（図示されていない）は下部成形型と上部成形型との間を通る。上部成形型１９は同様に上昇及び下降させることができる。同じことがクランプ用フレーム４及び加熱手段７にも適用される。クランプ用フレームを用いてフィルムウェブを下部成形型に押し付けそしてしっかりクランプ留めして、フィルムウェブを熱成形できるようにする。クランプ用フレーム４もまた更にチャンネル２を有し、それを通って冷却剤が循環するので、クランプ用フレーム４のフレームを冷却することができる。クランプ用フレームの冷却は、特にクランプ用フレームの下に位置するフィルムウェブが加熱されず、その結果ストレスがないという利点を有する。上部フィルムが後にこの領域上に封止される。この領域にストレスがないということは、後に得られる包装物の封止が非常に高度の不透過性を有するという効果を奏する。本発明の器具は、製造すべき各包装用トレーについて別々に、場合により多くの加熱要素、例えば加熱カートリッジ、を含む制御可能な加熱手段７を有する。この（これらの）加熱要素を用いて、フィルムウェブはできるだけ素早く加熱される。フィルムウェブとそれぞれの加熱手段の間の熱伝達を改良するために、フィルムウェブの下側の領域に正の圧力を生じさせて該フィルムウェブを加熱手段に押し、それにより熱伝達を改良してもよい。当業者は、負の圧力をフィルムウェブと加熱手段７との間に生じさせて、該フィルムウェブを加熱手段の方へ吸引してもよいことを認識する。フィルムウェブがその可塑化温度に達すると直ぐに、該フィルムウェブは加熱手段７によりそれぞれの熱成形成形型内に押され、次に該加熱手段は同時にダイとして作用し、そして／又は負の圧力が熱成形用成形型に生成して、フィルムウェブを熱成形用成形型内に吸引する。この熱成形用成形型を冷却して、フィルムウェブを熱成形中及び／又は熱成形直後に冷却する。この冷却は、フィルムウェブが、フィルムの収縮性による望まない包装用トレーの復元が除かれる温度に達するまで行う。

図７は、非収縮性の比較的堅いカバーフィルムで閉鎖された縮小プレート、即ち、収縮性包装用トレーを有する包装物、を製造するための機械を示す。フィルムウェブはロール１１から間欠的に広げられそしてフィルムウェブから包装用トレー８が熱成形器具１２内で成形される。これらの包装用トレー８は、次にパックする品目（図示されていない）が充填され、その後、封止ステーション１３でカバーフィルム１４で閉鎖される。この場合、フィルムウェブ１１は収縮性フィルムを含み、一方フィルムウェブ１４は非収縮性で且つ相対的に堅いので、それはトレーのように作用する。封止後、包装用トレーは、熱成形された包装用トレーだけが熱い媒体、例えば熱い空気、蒸気又は水、と接触する縮小化器具１５中で縮小される。このようにして完成された縮小された包装物は次に切断器具１６により個々に分離され、そして仕上がった包装物１７として移送される。それぞれの双頭矢印は、それぞれのステーションの１つ又は２つのユニットが上昇及び下降させることができることを示す。

図８は、縮小されたパックを製造するための包装機械を２つの図で示す。縮小パックは収縮性上部フィルムと収縮性下部フィルムを含む。再び、収縮性フィルムをロール１１から広げ、そして包装用トレー８を成形ステーション１２で熱成形によりフィルムウェブから成形する。一旦包装用トレーにパックする品目（図示されていない）が充填されると、包装用トレーを封止ステーション１３でフィルムウェブ１４を用いて封止することにより閉鎖する。この場合、カバーフィルムは同様に収縮性フィルムである。次の方法ステップで、包装物は切断ステーション１６で個々に分離される。このようにして製造された包装物１８は、縮小用トンネル中で縮小される。該縮小用トンネル中で、該包装物は全ての側面を沸騰水、熱い空気又は蒸気に晒される。それぞれの双頭矢印は、それぞれのステーションの１つ又は２つのユニットが上昇及び下降させることができることを示す。

熱成形前の本発明の器具を示す図である。 フィルムウェブの加熱を示す図である。 包装用トレーの熱成形を示す図である。 保持手段の解放を示す図である。 得られた包装用トレーを示す図である。 本発明の器具を示す図である。 縮小プレートを製造するための包装機械を示す図である。 縮小パックを製造するための包装機械を示す図である。

符号の説明

１：フィルムウェブ
２：冷却手段
３：熱成形用成形型、下部成形型
４：保持手段、クランプ用フレーム
５：冷却手段
６：包装用トレーの底部、双頭矢印
７：加熱手段、加熱プレート、加熱要素、加熱用カートリッジ
８：包装用トレー
９：パック縁部
１０：パック底部
１１：フレームロール
１２：熱成形ステーション
１３：封止ステーション
１４：上部フィルム
１５：縮小化ステーション、縮小用トンネル
１６：切断ステーション
１７：仕上がった縮小包装物
１８：縮小前の包装物
１９：上部成形型

Claims (16)

1. 熱成形用成形型（３）を用いて収縮性フィルムウェブ（１）から熱成形されたプラスチック包装用トレー（８）を製造する器具であって、該熱成形用成形型（３）が熱成形中に冷却されることを特徴とする前記器具。
2. 冷却手段（２）を有することを特徴とする請求項１に記載の器具。
3. フィルムウェブ（１）を保持手段（４）と熱成形用成形型（３）の間にクランプ留めすることができることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の器具。
4. 保持手段（４）を冷却手段（５）により冷却することができることを特徴とする請求項３に記載の器具。
5. 前記保持手段が垂直方向に位置換え可能なように設けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の器具。
6. 前記フィルムウェブを加熱することができる加熱手段（７）、好ましくは加熱プレート、を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の器具。
7. 前記加熱プレート（７）が熱成形用ダイとして形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の器具。
8. フィルムを熱成形するために減圧及び／又は加圧手段を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の器具。
9. フィルムと加熱手段（７）との間の接触を改良するために、減圧及び／又は加圧手段を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の器具。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の器具を有する包装機械。
11. フィルムウェブ（１）から熱成形された包装用トレー（８）を製造するための方法であって、フィルムウェブ（１）をまず部分的に加熱しそして熱成形前及び熱成形中に部分的に冷却することを特徴とする、前記の方法。
12. 熱成形前にフィルムウェブ（１）をクランプ留めすることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記包装用トレーが封止用領域を有すること、及びこの封止用領域が加熱中及び／又は熱成形中に冷却されることを特徴とする、請求項１１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. フィルムウェブ（１）が正及び／又は負の圧力により変形されることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 各包装用トレーに加熱手段が割り当てられることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 熱成形されたフィルムを復元しなくなるまで冷却することを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。

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