JP2017525631A - パッケージおよび熱溶着デバイス - Google Patents

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support boss
heat
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ジェイソン、アール．クロスビー
ガウタム、デブナート
ロジャー、ピー．フェイガー
ピーター、アール．ラウブマイアー
カーティス、エマニュエル、ストーバー
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GlaxoSmithKline LLC
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GlaxoSmithKline LLC
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Abstract

本発明の態様は、熱溶着が湾曲した表面に沿って行われる熱溶着される包装に関する。さらなる本発明の態様は、力の方向に沿って湾曲した表面上でパッケージを熱溶着するためのデバイス

Description

本発明の態様は、熱溶着されたパッケージおよびパッケージを熱溶着するためのデバイスに関し、また、具体的には、平らではない表面に沿って熱溶着されたパッケージ、および、湾曲した表面上での熱溶着を提供するデバイスに関する。
不正開封防止包装は、多くの消費者向けの製品の会社にとって、また、特に、パッケージ内の内容物が、購入前に異物混入したり、大人の監視なしで未成年が消費した場合に危険を伴い得る消費者向けのヘルスケア製品の会社にとって、優先度が高い。従来、熱溶着包装は、確実性や不正開封防止性の高いフォーマットであると知られてきた。
クラムシェルとは、２つの半体からなるワンピースの容器であり、２つの半体は、その構造が一緒になって閉まることを可能にするヒンジ領域によってつながっている。クラムシェルは、ブリスターパックに類似した方法で、形状化されたプラスチック材料から作られることが多い。クラムシェル容器は、特にポリスチレン、ポリエステル、ＰＶＣといった各種プラスチックから作られ得る。材料は熱成形で作られ得、または、所望する形状に射出成形され得る。シングルピースの材料が、「リビングヒンジ」を有する頂部及び底部のために使用され、ここで「リビングヒンジ」とは別に追加されたのではなく材料と一体化しているものである。クラムシェルは、閉鎖または密封するために様々な手段を用い得る。セルフロックタブ、スナップを有するものもあり、また、摩擦による嵌めあいを有するものもある。他のものは、接着剤、粘着テープ、ラベル、ホチキスを用い、または、熱溶着、ＲＦ溶着、または超音波溶着される。
熱溶着は、熱および圧力を用いて、１つの熱可塑性物質を、別の類似した熱可塑性物質に接着させるプロセスである。熱溶着の直接接触方法では、常に加熱されたダイまたはシーリングバーを用いて熱を特定の接触領域または経路に適用し、その熱可塑性物質を一緒に接着または溶接させる。
熱溶着のコンセプトは、当該技術分野ではよく知られている。従来、熱溶着では、密封される表面が、方向性のある力の周囲で直線的（すなわち、平らな表面）である必要がある。このことは、より曲線的であり消費者にとって魅力的である包装に対する熱溶着の使用に制限をもたらす。そのような複雑な包装には、他の密封方法が必要であるが、当該方法は熱溶着が提供する不正開封防止またはセキュリティを提供し得ず、よって、消費者にとって魅力的な包装を求め、かつ高い不正開封防止性も求める会社によっては、難題となる。よって、起伏を有するかまたは湾曲した表面上への熱溶着を可能にする技術が非常に望ましい。
本発明の態様は、パッケージを熱溶着するためのデバイスに関し、当該デバイスは、ボスを有する支持ボス外板を含む。ボスは、パッケージを受け入れるための１つ以上の空洞を有する面、および、その面に固定され、１つ以上の空洞の少なくとも一部分を囲っている１つ以上のガスケットを有する。ガスケット、および、１つ以上のガスケットが固定される少なくとも一部分の面は、平らではない。デバイスは、面と、支持ボス上の１つ以上のガスケットにかみ合い可能な１つ以上の加熱フランジとを備える加熱器を有する加熱器板をさらに含む。加熱フランジは、平らでない。支持ボスを加熱器にかみ合わせ、下向きの方向性を有する力および熱を適用すると、パッケージは、下向きの方向性を有する力に沿って非線形密封で密封され得る。
支持ボス外板および加熱器板はさらに、支持ボスおよび加熱器がかみ合わされるときに、支持ボスおよび加熱器間の距離を最適化させるためのシャットハイトボスを含み得る。１つ以上のガスケットは、約０．０５ｍｍおよび約０．５ｍｍの間、または約０．１２５ｍｍおよび約０．２５ｍｍの間の幅を有し得る。１つ以上の加熱フランジは、約０．０５ｍｍおよび約０．５ｍｍ、または約０．１２５ｍｍおよび約０．２５ｍｍの幅を有し得る。
特定の実施形態では、支持ボス外板および加熱器ボス外板は、複数のボスおよび複数のボスに対応する複数の加熱器を含む。複数のボスは、ｘ、ｙ、およびｚ軸に関して独立して調節可能であり得る。
本発明のさらなる態様は、製品を保持するためのパッケージに関し、当該パッケージは：第１の凹部を有していてもよく、少なくとも一部分が湾曲している第１の外周縁を有する第１の側面、ならびに、第２の凹部および少なくとも一部分が湾曲している第２の外周縁を有する第２の側面を含む。第１の側面および第２の側面は、第１の外周縁の少なくとも一部分および第２の外周縁の少なくとも一部分に沿って一緒に熱溶着される。
パッケージは、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、またはポリスチレンから構成され得る。特定の実施形態では、パッケージは、ＰＥＴ−Ｇから構成される。パッケージは、そのパッケージ内に、たとえば消費者向けのヘルスケア製品といった、消費者向け製品をさらに含み得る。
別の実施形態では、製品を保持するためのパッケージは、平面から出て湾曲した内壁をさらに含み、第２の側面が平面から出て湾曲した内壁をさらに含み、内壁は、熱溶着されて少なくとも２つの区画室を形成する。
図１は、熱溶着前の例示的なパッケージの斜視図である。 図２は、本発明の例示的な熱溶着されたパッケージの斜視図である。 図３は、本発明の例示的な熱溶着されたパッケージの右から見た側面図である。 図４は、本発明の例示的な熱溶着されたパッケージの左から見た側面図である。 図５は、例示的な支持ボス外板の斜視図である。 図６は、例示的な支持ボス外板の上面図である。 図７は、例示的な支持ボス外板の側面図である。 図８は、個別の例示的な支持ボスの上面図である。 図９は、個別の例示的な支持ボスの側面図である。 図１０は、例示的な加熱器板の斜視図である。 図１１は、例示的な加熱器板の上面図である。 図１２は、例示的な加熱器板の側面図である。 図１３は、個別の例示的な加熱器の上面図である。 図１４は、個別の例示的な加熱器の側面図である。 図１５は、例示的な支持ボス外板のおよび例示的な加熱器板の密封中の側面図である。 図１６は、例示的な個別の加熱器および例示的な支持ボスの密封中の側面図である。 図１７は、パッケージを熱溶着する例示的なプロセスを示す。 図１８は、熱溶着前の、複数の区画室を有する例示的なパッケージの斜視図である。 図１９は、複数の区画室を有する例示的な熱溶着されたパッケージの斜視図である。 図２０は、複数の区画室を有する例示的な熱溶着されたパッケージの側面図である。 図２１は、複数の区画室を有するパッケージを熱溶着するための個別の例示的な支持ボスの上面図である。 図２２は、複数の区画室を有するパッケージを熱溶着するための個別の例示的な支持ボスの側面図である。 図２３は、複数の区画室を有するパッケージを熱溶着するための個別の例示的な加熱器の上面図である。 図２４は、複数の区画室を有するパッケージを熱溶着するための個別の例示的な加熱器の側面図である。 図２５は、複数の区画室を有するパッケージを熱溶着している最中の個別の例示的な加熱器および例示的な支持ボスの側面図である。
本発明の態様は、凹部を有していてもよく、および、外周縁を有する第１の側面、ならびに、凹部および外周縁を有する第２の側面を有するパッケージに関し、各側面の密封表面の少なくとも一部分は、非平面である。パッケージは、各外周縁の少なくとも一部分を一緒に熱溶着することで密封される。パッケージの非平面縁を熱溶着する能力は、不正開封防止性が高く、また、複雑なデザインで消費者に視覚的に魅力的であるパッケージを提供する能力を提供する。
いくつかの実施形態では、パッケージは、凹部を含まない１つの側面、すなわち、平らな表面を含み得、当該側面は、凹部を有する側面に熱溶着され、密閉されたパッケージを形成し得る。いくつかの実施形態では、パッケージは、クラムシェルパッケージであり得、すなわち、第１の側面および第２の側面が一体型のヒンジでつながっている。
パッケージは、熱溶着に適したあらゆる材料のうちの１つまたはその組合せから構成され得る。適切な材料としては、たとえばポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはグリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｇ）が挙げられる。特定の実施形態では、材料はＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣであり得、またはより具体的には、ＰＥＴ−Ｇであり得る。いくつかの実施形態では、パッケージの第１の側面および第２の側面は、同一の材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の側面および第２の側面は、異なる材料から構成され得る。
パッケージは、消費者向け製品、または、より具体的には消費者向けヘルスケア製品といった様々な製品を含有し得る。例示的な消費者向けヘルスケア製品としては、とりわけ、皮膚科製品、減量製品、オーラルヘルスケア製品、風邪およびインフルエンザ製品、呼吸に関する製品、鎮痛剤、ビタミンおよびミネラル、胃腸に関する製品、ニコチン置換療法製品、栄養製品、ならびに、痛み止め製品が挙げられる。
消費者に最も視覚的な魅力を提供するために、パッケージの熱溶着されている領域に消費者が気付くのが最小限であるようにする。そのような狭い熱溶着が好まれ、たとえば、約１ｍｍおよび約２０ｍｍの間、より好ましくは約３ｍｍおよび約６ｍｍの間の幅である熱溶着である。狭い熱溶着は、パッケージの縁ができる限り小さくなることも提供し、パッケージがディスプレーの棚で「独りでに立つ」ことが可能になる。
図１は、熱溶着前の例示的なパッケージ３００の斜視図である。パッケージ３００は、第１の側面３１０および第２の側面３５０を含む。第１の側面３１０は、上部３１１、凹部３１５、第１の側面の第１の湾曲した側面縁３１２、第１の側面の第２の湾曲した側面縁３１３、および第１の側面の前部縁３１４を含む。第２の側面３５０は、第２の側面の第１の湾曲した側面縁３５１、第２の側面の第２の湾曲した側面縁３５２、第２の側面の前部縁３５３、第２の側面の壁３５４および第２の側面の空洞３５５を含む。第１の側面３１０および第２の側面３５０は、一体型ヒンジ３４０で結合されている。
図２は、熱溶着された例示的なパッケージ３００Ａの斜視図である。第１の側面の第１の湾曲した側面縁３１２および第２の側面の第１の湾曲した側面縁３５１がヒートシール３３０で密封されている。第１の側面の第２の湾曲した側面縁３１３および第２の側面の第２の湾曲した側面縁３５２がヒートシール３３０で密封されている。第１の側面の前部縁３１４および第２の側面の前部縁３５３もヒートシール３３０で密封されている。
本発明の態様は、パッケージを熱溶着するためのデバイスに関し、ここで、熱溶着は、熱溶着デバイスの下向きの方向性を有する力に沿って湾曲した表面上に実施される。そのような方法での熱溶着は、高い不正開封防止性も提供しつつより複雑で魅力的なパッケージの熱溶着を提供する。本発明のデバイスは、支持ボス外板および加熱器板を含む。これらの板は、パッケージを熱溶着する分野の当業者に一般的に知られている機械に取り付けられてよい。
例示的な支持ボス外板１００が、図５、６、および７に示される。支持ボス外板１００は、個別のボス１１０が配置される支持板１０１を含む。ボス１１０は、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸に関して調節可能であり、加熱器板２００に対する適切な配置を可能にする。支持ボス外板１００は、長さＬ１および幅Ｗ１を有する。長さＬ１の側面は、支持ボス１１０および加熱器２１０の間の隙間を最適化するためのシャットハイトボス１２０を含む。長さＬ１の側面は、加熱器板２００の対応するファスナーとかみ合わせるための孔１３０を有するファスナー１３２を含む。幅Ｗ１の側面は、加熱器板２００の対応するファスナーとかみ合わせるための孔１３１を有するファスナー１３３を含む。
個別の例示的な支持ボスを図８および９に示す。ボス１１０は、外周壁１１３、パッケージの側面を受け入れるための空洞１１１、および、外周壁上部１１４周囲のガスケット１１２を含む。
例示的な加熱器板を、図１０、１１、および１２に示す。加熱器板２００は、個別の加熱器２１０が配置される搭載板２０１を含む。加熱器板２００は、長さＬ２および幅Ｗ２を有する。長さＬ２の側面は、ボス１１０および加熱器２１０の間の隙間を最適化するための、支持ボス外板１００のシャットボス１２０に対応するシャットハイトボス２２０を含む。長さＬ２の側面は、支持ボス外板１００上の、対応した孔１３１を有するファスナー１３２とかみ合わせるためのポスト２３１を有するファスナー２３２を含む。幅Ｗ２の側面は、支持ボス外板１００上の対応したファスナー１３３および孔１３１とかみ合わせるためのポスト２３０を有するファスナー２３２を含む。
個別の例示的な加熱器を図１３および１４に示す。加熱器２１０は、底部２１１、空洞２１４を画定する側面の壁２１３を含む。加熱器フランジ２１２は、底部２１１の少なくとも一部分を囲い、および側面の壁２１３の上部にある。
図１５は、熱溶着プロセスの最中の接触した支持ボス外板１００および加熱器板２００の側面図である。対応するシャットボス１２０および２２０は互いに接触している。支持ボス外板１００および加熱器板２００は、ファスナー１３３および２３２で固定される。第１の側面の第２の湾曲した縁３１１および第２の側面の第２の湾曲した縁３５１は、加熱器２００のフランジ２１２およびボスのガスケット１１２から来る圧力および熱の適用によって互いに接触している。圧力および熱の適用に際し、第１の側面の第２の湾曲した縁３１１および第２の側面の第２の湾曲した縁３５１は、熱溶着３３０される。図１６は、加熱器２００のフランジ２１２およびボスのガスケット１１２から来る圧力および熱の適用によって、第１の側面の第２の湾曲した縁３１１および第２の側面の第２の湾曲した縁３５１を密封している最中の個別のボス１１０および加熱器２１０の側面図である。
当業者であれば、本発明の支持ボス外板および加熱器板が、加熱器板に熱を提供し、板を一緒に動かして適切な圧力でパッケージを密封する機械に取り付けられ得ることを理解するだろう。
本発明の態様は、熱溶着されたパッケージにも関し、ここで、熱溶着は、湾曲した周辺縁ならびに湾曲した内表面に適用される。いくつかの実施形態では、熱溶着された内表面は、包装を複数の区画室に分けるよう機能し得る。これらの複数の区画室は、複数の製品を含有し得る。製品は同一の製品でもよく、または、たとえば一緒に用いられ得る補完製品といった異なる製品であってよい。
図１８は、熱溶着前の例示的なパッケージ５００の斜視図である。パッケージ５００は、第１の側面５１０および第２の側面５５０を含む。第１の側面５１０は、上部５１１、凹部３１５、第１の湾曲した側面縁５１２、第２の湾曲した側面縁５１３、および前部縁５１４を含む。第２の側面５５０は、第１の湾曲した側面縁５５１、第２の湾曲した側面縁５５２、前部縁５５３、第２の側面壁５５４、湾曲した内壁縁５５７を有する湾曲した内壁５５６、および２つの第２の第２の側面の空洞５５５Ａおよび５５５Ｂを含む。第１の側面５１０および第２の側面５５０は、一体型ヒンジ５４０で結合されている。
図１９は、熱溶着された例示的なパッケージ５００Ａの斜視図である。第１の側面の第１の湾曲した側面縁５１２および第２の側面の第１の湾曲した側面縁５５１がヒートシール５３０で密封されている。第１の側面の第２の湾曲した側面縁５１３および第２の側面の第２の湾曲した側面縁５５２がヒートシール５３０で密封されている。第１の側面の前部縁５１４および第２の側面の前部縁５５３もヒートシール５３０で密封されている。第１の側面上部５１０も湾曲した内壁縁５５７に熱溶着されている。
個別の例示的な支持ボスを図２１および２２に示す。ボス６１０は、パッケージの側面を受け入れるためのボスの湾曲した内壁ガスケット６１６および外周壁上部６１４周囲のガスケット６１２と一緒に、外周壁６１３、ボスの湾曲した内壁６１５によって分離された空洞６１１Ａおよび６１１Ｂを含む。
個別の例示的な加熱器を図２３および２４に示す。加熱器７１０は、底部７１１、空洞７１４Ａおよび７１４Ｂを画定する側面の壁７１３を含む。加熱器フランジ７１２は、底部７１１の少なくとも一部分を囲い、および側面の壁７１３の上部にある。湾曲した内側加熱器フランジ７１５は、少なくとも部分的に空洞７１４Ａおよび７１４Ｂを分離し、湾曲した内側加熱器壁７１６の上部にある。
図２５は、加熱器７００のフランジ７１２およびボスのガスケット６１２から来る圧力および熱の適用によって、第１の側面の第２の湾曲した縁５１１および第２の側面の第２の湾曲した縁５５１を密封している最中の個別のボス６１０および加熱器７１０の側面図である。
熱溶着する表面に適用する適切な温度は、約３９０度（カ氏）および約５００度（カ氏）の間、または約４１５度（カ氏）および約４５０度（カ氏）の間であり得る。
熱溶着する表面に適用する適切な圧力は、約４０ｐｓｉおよび約１１０ｐｓｉの間、または約８０ｐｓｉおよび約１００ｐｓｉの間であり得る。
本発明のさらなる態様は、パッケージを熱溶着する方法に関する。図１７は、パッケージを熱溶着する例示的なプロセスを示す。本明細書に記載するパッケージを、本明細書に記載するボスの空洞内に配置し得る（図１７Ａ）。パッケージを閉じ得る（図１７Ｂ）。次いで、加熱器をボスの上に下げ得、熱および圧力をパッケージの縁に適用し得（図１７Ｃ）、熱溶着を形成し得る。適切な温度および圧力は本明細書で開示する通りである。加熱器を取り出し得（図１７Ｄ）、密封されたパッケージをボスから取り出し得る（図１７Ｅ）。

Claims (14)

  1. パッケージを熱溶着するデバイスであって、
    ボスを有する支持ボス外板であって、前記ボスが、パッケージを受け入れるための１つ以上の空洞を有する面と、前記面に固定されるとともに前記１つ以上の空洞の少なくとも一部分を囲っている１つ以上のガスケットと、を有していて、前記ガスケットおよび前記１つ以上のガスケットが固定される前記面の少なくとも一部分が平らではない、支持ボス外板と、
    面と、前記支持ボス上の前記１つ以上のガスケットにかみ合い可能であってかつ平らではない１つ以上の加熱フランジと、を含む加熱器を有する加熱器板と、
    を備え、
    前記支持ボスを前記加熱器にかみ合わせ、下向きの方向性を有する力および熱を適用すると、パッケージを下向きの方向性を有する力に沿って非線形密封で密封することができる、前記デバイス。
  2. 前記支持ボス外板および前記加熱器板が、前記支持ボスおよび前記加熱器がかみ合わされるときに、前記支持ボスおよび前記加熱器間の距離を最適化させるためのシャットハイトボスをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記１つ以上のガスケットが、約０．０５ｍｍおよび約０．５ｍｍの間の幅を有する、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記１つ以上のガスケットが、約０．１２５ｍｍおよび約０．２５ｍｍの間の幅を有する、請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記１つ以上の加熱フランジが、０．０５ｍｍおよび約０．５ｍｍの幅を有する、請求項１に記載のデバイス。
  6. 前記１つ以上の加熱フランジが、約０．１２５ｍｍおよび約０．２５ｍｍの幅を有する、請求項５に記載のデバイス。
  7. 前記支持ボス外板および前記加熱器ボス外板が、複数のボスおよび前記複数のボスに対応する複数の加熱器を含む、請求項１に記載のデバイス。
  8. 前記複数のボスが、ｘ、ｙ、およびｚ軸に関して独立して調節可能である、請求項７に記載のデバイス。
  9. 製品を保持するためのパッケージであって、
    任意採択的な第１の凹部と、少なくとも一部分が平面から出て湾曲している第１の外周縁と、を有する第１の側面と、
    第２の凹部と、少なくとも一部分が平面から出て湾曲している第２の外周縁と、を有する第２の側面と、を備え、
    前記第１の側面および前記第２の側面は、第１の外周縁の少なくとも一部分および第２の外周縁の少なくとも一部分に沿って一緒に熱溶着されて区画室を形成する、前記パッケージ。
  10. 前記パッケージがＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、またはポリスチレンから構成される、請求項９に記載のパッケージ。
  11. 前記材料がＰＥＴ−Ｇである、請求項１０に記載のパッケージ。
  12. 前記パッケージ内に消費者向け製品をさらに含む、請求項９に記載のパッケージ。
  13. 前記消費者向け製品が消費者向けヘルスケア製品である、請求項１２に記載のパッケージ。
  14. 前記第１の側面が平面から出て湾曲した内壁をさらに含み、前記第２の側面が平面から出て湾曲した内壁をさらに含み、前記内壁は、熱溶着されて少なくとも２つの区画室を形成する、請求項９に記載のパッケージ。
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