JP2010524747A

JP2010524747A - Ｒｆｉｄタグがそこに融合させられるインモールドフィルムを用いて容器をブロー成形する方法及び装置

Info

Publication number: JP2010524747A
Application number: JP2010506527A
Authority: JP
Inventors: ロバートフロイント、; ダグデルーク、; ガレットヘイガー、
Original assignee: アルカングローバルファーマシューティカルパッケージングインコーポレイテッド
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2010-07-22
Also published as: BRPI0810683A2; CA2685348A1; EP2144741A1; MX2009011548A; WO2008134537A1; US20080265461A1

Abstract

ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるプラスチック容器を製造する装置及び方法が開示される。ブローモールドが閉じられ且つ加圧空気がパリソンを膨張させるために、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムが使用される直前に、ボトルはパリソンに対して配置又は設置される、ブローモールド技術を使用して製造される。よって、結果として生ずる容器は、その中にＲＦＩＤタグが融合されており、製造後に容器を探知及び追跡すること、及びボトルの真正性が確認され得る機構を提供することを可能にする。

Description

本開示は一般に、プラスチック部品を成形する方法に関し、より詳細には、ＲＦＩＤタグがそこに組み込まれるボトルを射出ブロー成形する方法に関する。

現代の市場において、製造された時点から一時的に保存される配送センターへ、販売される小売施設へ、及び最終的には消費者宅又は事業所へと容易に追跡可能な、例えばボトル及び容器等の製品を製造することが望まれる場合が多い。少なくとも部分的にこの目的を可能にするために、長年にわたり多くの装置が作られてきた。例えば、現在のほとんどの商業製品は、ユニバーサルプロダクトコード（ＵＰＣ）又は光学読取機によってスキャン可能な電子署名である他の形態のバーコードを備えている。バーコードは、それが割り当てられる特定の種類の製品に対して一意の署名を有するが、製品の分類の中で個々の製品を限定的に追跡することが出来るにすぎない。さらに、バーコードは、特に光学読取機によってスキャンされなければならず、且つ遠くからパッシブに監視することが出来ない。

従って、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグの導入は、多くの近代的製品で広まって来ている。ＲＦＩＤタグは、アクティブ又はパッシブのいずれかであり得る。その相対的に低い費用を考慮するとパッシブの形態が最も望ましい。パッシブＲＦＩＤタグを用いると、集積チップには単純なアンテナが設けられるが、専用の電源は設けられない。回路は、トランスミッタ又はトランスポンダからの無線周波にさらされると、十分なレベルの電流がチップに誘起されて電源が入り、今度はその一意の無線周波識別コードをレシーバ又はトランスポンダに送り返す。チップは、従来から知られているシリコンウエハ上の事前加工チップとは対照的に、リソグラフィ又は他の先進的印刷技術を使用して製造されることが多い。このようなチップは、面積においては０．１５ｍｍ×０．１５ｍｍ程度の小ささであることが可能であり、従来の紙一枚よりも薄いことが可能である。従って、上述したバーコードの便益に加えて、それらが取り付けられる物体上に相対的に少ない空間を占め、又は全く空間を占有しないという便益をも提供する。

ＲＦＩＤタグの組み込みが、電子機器、衣類タグ、自動車等を含む多くの小売商品で一般的になって来ているが、現在存在する１つの問題は、成形製品にこのようなタグを組み込むことである。特に、中空の容器又はボトルの製造において、このようなボトルが例えば射出ブロー成形によって大量生産される点に関して、このようなタグの組み込みは特に問題がある。それは極度の高温下で高速且つ相対的に低コストで行われなければならないからである。接着剤を使用して製造工程中にこのような容器にＲＦＩＤタグを取り付ける方法が存在し得る。しかし、このような接着剤の使用は、追加のコスト及び材料を必要とし、且つ製造工程を著しく遅らせる。ボトル製造後にＲＦＩＤを組み込むことは１つの選択肢であろう。しかし、これもまたそれ自体の性質によって、相対的に遅く、相対的に費用が高く、且つ審美的に最適ではない。従って、従来の射出ブロー成形技術の速度及び低コストを維持しながら、効果的にＲＦＩＤタグをボトルに成形するような技術及び装置を提供することがなおも必要とされている。

本開示の１態様によれば、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれる容器を成形する方法が開示され、この方法は、加熱パリソンを成形するステップと、所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に加熱パリソンを配置するステップと、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを加熱パリソンと接触させるステップと、半分ずつのモールドを結合させるステップと、容器を形成するために加熱パリソンを膨張させるステップと、モールドからインモールドフィルム及びＲＦＩＤタグがそこに融合される容器を取り除くステップとを備える。

本開示の別の態様によれば、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれる容器を成形する方法が開示され、この方法は、マンドレルの周囲に加熱パリソンを射出成形するステップと、所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に加熱パリソン及びマンドレルを配置するステップと、少なくとも４つの層を有し且つＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを加熱パリソンと直接的に接触させるステップと、半分ずつのモールドを結合させるステップと、容器を形成するために加熱パリソンを膨張させるステップと、モールドからインモールドフィルム及びＲＦＩＤタグがそこに融合される容器を取り除くステップとを備える。

本開示の別の態様によれば、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれる容器を成形する装置が開示され、この装置は、外向きにそこから延伸する複数のマンドレルを有するターンテーブルであって、マンドレルが線形経路に沿って連続的に移動するように段階的に回転可能であるターンテーブルと、各ステーションが常に少なくとも１つのマンドレルに近接するように経路に沿って配置される複数のステーションであって、パリソンをマンドレル上に射出成形するためのパリソンモールドを有する第１のステーションと、ＲＦＩＤタグをその中に有するインモールドフィルムをパリソン上に直接的に配置し且つ容器をブロー成形するためのブローモールドを有する第２のステーションと、容器をマンドレルから取り除く第３のステーションと、新しいパリソンをそこに成形するためにマンドレルを調整及び準備する第４のステーションとを少なくとも有する複数のステーションとを備える。

本開示のこうした及び他の態様並びに特徴は、以下の図面を伴って以下の記載を読めばより明らかになるであろう。

本開示の教示によって実施され得る一連のステップの実例を表すフローチャートである。本開示の方法に従って容器を製造するために使用され得る機械の実例の概略図である。本開示に従って射出成形するステップの概略図である。本開示に従ってブロー成形するステップの概略図である。本開示に従って容器を取り除くステップの概略図である。本開示の教示に従ってＲＦＩＤタグが組み込まれた容器の斜視図である。図６の線７−７に沿って取られる容器フィルムの断面図である。

本開示は様々な変形及び代替構成を許容することが出来るが、その一部の例示的実施形態が図面に示されており、以下に詳細に説明されるであろう。しかし、本発明を開示された特定の形態に限定することは意図されておらず、それとは逆に、本発明の精神及び範囲内に入る全ての変形、代替構成及び均等物を対象とすることが意図されることが理解されるべきである。

（本開示の詳細な説明）
次に図面を参照して、詳細には図１を参照すると、本開示の教示に従って実施され得る一連のステップの実例を表すフローチャートが提供される。以下のステップ及び装置は射出ブロー成形の工程と共に記載されるが、本開示の教示は、押し出しブロー成形、延伸ブロー成形等を含む他の形態のブロー成形を用いて実施されてもよいことが理解されるべきである。

次に図１を詳細に参照すると、射出ブロー成形の手順に従う工程１０は、最終的に容器を形成するために使用されるプリフォーム又はパリソンを射出成形する第１のステップ１２を含んでもよい。パリソンは、形成されるボトル又は容器の口の概略的な寸法を有し、中空で且つ実質的に円筒状であってもよい。パリソンは、例えばペレットを加熱し且つ融解させて液状にするために、スクリューコンベヤを介してペレット化されたプラスチックをすりつぶす等の従来のステップを使用して射出成形されてもよい。加熱された液体プラスチックは、次に、加熱パリソンを作り出すために加圧されて射出モールドに注入されてもよい。終了すると、加熱パリソンは、さらなる工程のために射出モールドから取り除かれてもよい。

ステップ１２で形成された加熱パリソンは、図１の工程１０の後続のステップ１４において半分ずつのブローモールド内に配置されてもよい。半分ずつのブローモールドを閉じる前に、ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれたインモールドフィルムが第３のステップ１６において加熱パリソンと接触させられてもよい。加熱パリソンの粘着性を考慮すれば、フィルムは、パリソンに向けて一時的に付着してもよい。この選択肢は、実行するために相当の時間及び追加の費用を必要とし得る、別個の接着剤の使用を回避する。さらに、パリソンの粘性及び粘着性は、パリソンの構造的完全性を維持しながらフィルム及びＲＦＩＤタグの適切な配置を確実にする。代替的に、フィルム及びＲＦＩＤタグはブローモールド内に配置されてもよく、それは閉じることに応じてフィルムをパリソンと接触させ得る。

図１の工程１０の次のステップ１８に示されるように、半分ずつのブローモールドは、容器が形成され得る実質的に密封された空洞を形成するために、油圧シリンダ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒ）等を使用して相当の圧力レベルで閉じられてもよい。モールドが閉じられると、膨張ステップ２０においてパリソンを膨張させるために、加圧された空気がパリソンの中空の内部に注入されてもよい。この膨張は、それが閉じられたブローモールドの内部表面に掛かるまで放射状に外側にパリソンを移動させてもよく、それにより所望の容器の形状をとる。モールドが相対的に低い温度で維持されるので、容器は急速に凝固し且つ自身を冷却することが可能であり、膨張ステップ２０の直後に、それが除去ステップ２２においてモールドから除去されることを可能とする。形成された容器はフィルムを経由してそこに融合されるＲＦＩＤタグが設けられるので、結果として生ずる容器は、容器が製造され得る速度及び結果として生じる費用における実質的に僅かな変化で、製造時から、販売点へ、処分時へと容易に追跡され得る。

係属中の開示を実行するために使用される道具又は機械には、１つの例示では有るが図２に示される機械２４が多くの形態で提供されてもよい。そこで示されるように、機械２４には、１つ以上のコアロッド又はマンドレル２８が外側に延伸するターンテーブル２６が設けられてもよい。ターンテーブル２６は、経路に沿って配置されるステーションＳ１−Ｓ４のような一連のステーションを介して、マンドレル２８を連続的に回転させるために、回転可能であってもよい。各ステーションＳ１−Ｓ４は、例えば図１のブロー成形工程等の、異なるステップ、又はステップ、工程の組を実行してもよい。使用中、ターンテーブル２６は、完全な１周又はサイクルの終わりに容器を最終的に形成するために、各ステーションＳ１−Ｓ４を介してマンドレル２８を連続的に回転させてもよい。より詳細には、図２のターンテーブル２６は、それぞれが１サイクルを終了し且つＲＦＩＤタグがそこに融合される１組の容器を完全に形成する、４つの連続する９０度の回転を経る。代替的に、より多くの又はより少ないステーションがターンテーブル２６の周囲に配置されてもよい。この場合には、ターンテーブル２６は、１回転を終了するために、それぞれより小さい又はより大きい回転を経由して連続的にステップしてもよい。また、回転ターンテーブル２６の配置に反して、このようなステーションが組立て工程の線形経路に沿って別個の位置で提供される、他の機械及びアセンブリが使用されてもよいことが理解されるべきである。

さらに図２を参照すると、例示的な第１のステーションＳ１は、最終的に容器３２を形成するために使用されるパリソン３０を射出成形する第１のステップ１２を実行してもよい。詳細には、第１のステーションＳ１は、図３でもより詳細に示されるように、そのそれぞれの中央コア又はマンドレル２８の周囲に配置されるパリソンモールド３４を提供してもよい。パリソン３０の中空円筒形状を許容するために、本明細書で後に参照されるブローステップで使用される加圧された空気を導入する導管を提供するために、マンドレル２８もまた中空であってもよい。パリソンモールド３４は、所望のパリソン３０の形状で空間又は空洞３６を提供してもよい。より詳細には、所望の形状は、結果としてもたらされる所望のボトル又は容器３２の口と実質的に同様の大きさを有する口用にではあるが、実質的に円筒の外観を有してもよい。パリソンモールド３４は、射出成形の分野では一般に知られているように、相当の圧力下で互いに固定されるときに、液体プラスチックの注入に適合される実質的に密封された空洞３６を形成する、半分ずつのはめ合わせ又はクラムシェルで従来通りに提供されてもよい。その後、パリソン３０を形成するために、液体プラスチックがマンドレル２８とパリソンモールド３４との間の空洞３６に注入されてもよい。パリソンモールド３４は、次に、マンドレル２８の周りに位置する結果として生ずるパリソン３０から取り除かれてもよい。パリソン３０は、その粘着性並びに可鍛性の形状を維持するために相対的に高められた温度で保持されてもよい。

パリソン３０がさらに加熱され且つ可鍛性である間、それは図１の後続のステップ１４、１６、１８及び２０が実行され得る第２のステーションＳ２に進められてもよい。詳細には、ターンテーブル２６は、第２のステーションＳ２へとマンドレル２８及びその加熱パリソン３０を進めるために９０度回転し、且つ図４に示されるように、半分ずつのブローモールド３８の中にパリソン３０を配置してもよい。ブローモールド３８は、内部空洞４０及び実質的に所望の容器３２の形状を含むように形成されてもよい。任意のこのような実施形態において、図１のブローステップ２０が終了するまでパリソン３０の加熱性を維持するために、パリソン３０が一旦形成されると半分ずつのブローモールド３８の中に直接配置出来るように、パリソン３０はマンドレル２８上に成形されてもよい。

加熱パリソン３０がマンドレル２８の周りに形成され且つ半分ずつのブローモールド３８の中に配置された後、ＲＦＩＤタグ４４がその中に組み込まれるインモールドフィルム４２は、図１の第３のステップ１６により示されるように、ブローモールド３８を閉じる前に加熱パリソン３０と接触させられてもよい。パリソン３０の加熱性及び粘着性を考慮すると、インモールドフィルム４２は、パリソン３０に向けて一時的に直接付着してもよい。上記で強調されたように、この選択肢は、実行するために相当の時間及び追加の費用を必要とし得る、別個の接着剤の使用を回避する。さらに、パリソン３０の粘性及び粘着性は、パリソン３０の構造的完全性を維持しながら、インモールドフィルム４２及びＲＦＩＤタグ４４の適切な配置を確実にする。代替的に、インモールドフィルム４２及びＲＦＩＤタグ４４は、閉じられるとインモールドフィルムをパリソン３０に接触させ得る、ブローモールド３８の空洞４０の中に配置されてもよい。どちらの場合にも、ブローモールド３８が閉じられる前にパリソン３０に対してインモールドフィルム４２が適切に配置されることを確実にし且つ検査するために寸法が測定されてもよい。

ＲＦＩＤタグ４４を含むインモールドフィルム４２がパリソン３０と接触すると、半分ずつのブローモールド３８は、図１のモールド閉封ステップ１８に示されるように最終的に閉じられてもよい。第２のステーションＳ２は、容器３２が形成され得る実質的に閉じられた空洞４０を形成するために、油圧シリンダ等を使用して相当の圧力レベル下で半分ずつのブローモールド３８を閉じてもよい。ブローモールド３８が閉じられると、図１の膨張ステップ２０により示されるように、パリソン３０を膨張させるために、加圧空気がマンドレル２８及びパリソン３０の中空の内部に注入されてもよい。この膨張は、パリソンを空洞４０の内部表面４１に掛かるまで放射状外向きに移動させ、それにより図４によりさらに示されるように、所望の容器３２の形状をとる。半分ずつのブローモールド３８は、容器３２のプラスチックを膨張ステップ２０の後で即座に冷却開始させるように、より低い温度で維持されてもよい。

半分ずつのブローモールド３８がさらに容器３２を囲んで閉じられると、ターンテーブル２６は容器３２及び半分ずつのブローモールド３８を第３のステーションＳ３へと配置するためにさらに９０度回転してもよい。配置されると、半分ずつのブローモールド３８は、容器３２を見えるようにするために図５で示されるように容器３２から取り除かれてもよい。代替的に、半分ずつのブローモールド３８は、第３のステーションＳ３に入る前に第２のステーションＳ２で容器３２から取り除かれてもよい。いずれの場合でも、容器３２が実質的に冷却されると、図１で示されるように除去ステップ２２の間に容器３２がマンドレル２８から取り除かれてもよい。図６に示されるように、結果として生ずる容器３２は、インモールドフィルム４２及びＲＦＩＤタグ４４がそこに融合されてもよい。そうすることでＲＦＩＤタグ４４は、限定するわけではないが、側壁及び底を含む、容器３２の外面の任意の場所に配置され得ることが理解されるべきである。

容器３２がマンドレル２８から取り除かれたら、図２のターンテーブル２６は、次に、マンドレル２８を第４のステーションＳ４に配置するためにさらに９０度回転してもよい。第４のステーションＳ４は、図１のブロー成形工程を繰り返すために、第１のステーションＳ１に再び入るためにマンドレル２８を単に調整及び準備するだけであってもよい。

最後に、図７に関して、インモールドフィルム４２の断面が提供される。図７に表されるインモールドフィルム４２は、例えば、上部層４６、セキュリティ層４８、グラフィックス層５０及び融合層５２を含む４つの層を含んでもよい。上部層４６は、例えばウレタン等の、高光沢且つ耐久性のある材料を備えてもよい。ＲＦＩＤタグ４４は、上部層４６の下部に配置され得るセキュリティ層４８内に設けられてもよい。セキュリティ層４８はまた、肉眼では不可視であって、紫外線、赤外線、又は同様の光源の存在下でのみ可視となるように構成されるカスタムのロゴ又はシンボルを含んでもよい。図７に示されるように、グラフィックス層５０が、セキュリティ層４８の下部で、様々なグラフィックスが設けられてもよい。グラフィックスは、マーケティング情報、製品情報、又は容器３２の最終ユーザに所望される他の情報を含んでもよい。グラフィックス層５０はまた、例えば、フェードレジスタント４色印刷工程及び承認インクを使用してそこに印刷される高解像度画像を含んでもよい。最後に、インモールドフィルム４２の融合層５２が、図７に示されるように、グラフィックス層５０の下部に配置されてもよい。融合層５２は、微小孔構造を含み、且つ容器３２が製造される材料と容易に融合するように製造されてもよい。当技術分野では容易に理解されるように、多くの異なるポリマーが射出ブロー成形に適している。限定するわけではないが、ポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ナイロン、低密度ポリエチレン、及び高密度ポリエチレンを含む。

上記に基づいて、ＲＦＩＤタグがそこに組み込まれ又は直接融合されるプラスチック容器を製造する新規な方法及び装置が開示されることを見て取ることが出来る。ＲＦＩＤタグがそこに融合されるだけでなく、それは従来からの射出ブロー成形技術と相対的に同じ速度及び費用レベルで製造され得る。ＲＦＩＤタグをこのような容器に含むことによって、容器は、製造の時点から、販売時点、及びリサイクル用に処分する時点さえも探知及び追跡され得る。さらに、製品は、盗難又は紛失の場合に追跡され得る。ＲＦＩＤタグは、製造業者及び消費者に製品の真正性を確認させ、それにより偽造製品に対する抑止手段を提供してもよい。これは、顧客が容器内に提供される医薬品の真正性及び安全性を信頼可能であることが必要とされる医療産業において特に重要であり得る。

Claims

ＲＦＩＤタグをその中に有する容器を成形する方法であって、
加熱パリソンを成形するステップと、
前記所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に前記加熱パリソンを配置するステップと、
前記ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップと、
前記半分ずつのモールドを結合させるステップと、
前記容器を形成するために前記加熱パリソンを膨張させるステップと、
前記モールドから前記インモールドフィルム及びＲＦＩＤタグがそこに融合された前記容器を取り除くステップと
を備える、方法。
前記パリソンを成形するステップは、前記加熱パリソンをマンドレルの周囲に射出成形することによって実行される、請求項１に記載の方法。
インモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップは、接着剤を含まない、請求項１に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、少なくとも４つの層を含む、請求項１に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、ウレタン層を含む、請求項１に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、セキュリティ層を含む、請求項１に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、グラフィックス層を含む、請求項１に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、融合層を含む、請求項１に記載の方法。
前記半分ずつのモールドを結合させるステップは、油圧シリンダによって実行される、請求項１に記載の方法。
ＲＦＩＤタグをその中に有する容器を成形する方法であって、
マンドレルの周囲に加熱パリソンを射出成形するステップと、
前記所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に前記加熱パリソン及びマンドレルを配置するステップと、
少なくとも４つの層を有し且つ前記ＲＦＩＤタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを前記加熱パリソンと直接的に接触させるステップと、
前記半分ずつのモールドを結合させるステップと、
前記容器を形成するために前記加熱パリソンを膨張させるステップと、
前記モールドから前記インモールドフィルム及びＲＦＩＤタグがそこに融合された前記容器を取り除くステップと
を備える、方法。
インモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップは、接着剤を含まない、請求項１０に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、ウレタン層を含む、請求項１０に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、セキュリティ層を含む、請求項１０に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、グラフィックス層を含む、請求項１０に記載の方法。
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、融合層を含む、請求項１０に記載の方法。
前記半分ずつのモールドを結合させるステップは、油圧シリンダによって実行される、請求項１０に記載の方法。
ＲＦＩＤタグをその中に有する容器を成形する装置であって、
外向きにそこから延伸する複数のマンドレルを有するターンテーブルであって、前記マンドレルが線形経路に沿って連続的に移動するように段階的に回転可能であるターンテーブルと、
各ステーションが常に少なくとも１つのマンドレルに近接するように前記経路に沿って配置される複数のステーションであって、パリソンを前記マンドレル上に射出成形するためのパリソンモールドを有する第１のステーションと、前記ＲＦＩＤタグをその中に有するインモールドフィルムを前記パリソン上に直接的に配置し且つ前記容器をブロー成形するためのブローモールドを有する第２のステーションと、前記容器を前記マンドレルから取り除く第３のステーションと、新しいパリソンをそこに成形するために前記マンドレルを調整及び準備する第４のステーションとを少なくとも有する複数のステーションと
を備える、装置。
前記ターンテーブルは、９０度ずつ回転する、請求項１７に記載の装置。
前記第２のステーションは、前記ブローモールドを密封するための油圧シリンダをさらに有する、請求項１７に記載の装置。
前記第１及び第２のステーションは、相対的に高められた温度で維持される、請求項１７に記載の装置。