JP2019517432A - 複合包装体のための注ぎ口要素および注ぎ口要素を有する複合包装体 - Google Patents

Abstract

複合包装体（Ｐ）、特に液状食品用の飲料用カートン、のための注ぎ口要素（Ａ）が図示および説明される。注ぎ口要素（Ａ）は、締結用フランジ（５）および注出筒（６）を有する基体（２）と、注出筒（６）内に配置されて注出筒（６）内を案内される切断要素（３）と、基体（２）に接合可能なクロージャキャップ（４）とを備え、初回作動中、切断要素（３）はクロージャキャップ（４）に形成された第１の駆動手段（１２）によって、および切断要素（３）の内壁に形成された第２の駆動手段（１３）によって、駆動可能であり、切断要素（３）の移動はさまざまな勾配をたどる。更には、注ぎ口要素（Ａ）を収容するために適したパックゲーブルトップパネル（１）を有する複合包装体（Ｐ）、特に液状食品用の飲料用カートン、が図示および説明される。生産性の最適化と同時に、複合包装体の開口中の切断要素（３）の駆動および案内を向上するために、およびパック材の脆弱部の領域における複合包装体（Ｐ）の開口を容易にするために、第２の駆動手段（１３）は、長手方向に対して斜めに延びて角度（α）を成すリブ（１４）として構成され、リブ（１４）の端面（１５）はその足部の上方に部分的に突出し、ひいては谷角（β）を成す。【選択図】図５

Description

本発明は、複合包装体のための、特に液状食品用の飲料用カートンのための、注ぎ口要素であって、締結用フランジおよび注出筒を有する基体と、注出筒内に配置されて注出筒内を案内される切断要素と、基体に接続可能なクロージャキャップとを備え、初回作動中、切断要素はクロージャキャップに形成された第１の駆動手段によって、および切断要素の内壁に形成された第２の駆動手段によって、駆動可能であり、切断要素の移動はさまざまな勾配をたどる、注ぎ口要素に関する。本発明は、更に、注ぎ口要素を収容するために適したパックゲーブルトップパネルを有する複合包装体、特に液状食品用の飲料用カートンに関する。

包装技術の分野において、複合包装体は以前から長い間、現行従来技術の一部である。したがって、例えば、飲料用カートンは、紙およびプラスチックなどのさまざまな包装材からなっており、これら包装材が完全に接合されて印刷されると、パック積層体を形成する。この層構造は、要件に応じて変えることができる。例えば、殺菌済みの製品の場合、ガスおよび光に対する良好な障壁効果を実現するために、アルミニウム層が更に挿入される。必ずではないが、多くの場合、この積層体は、その製作中にパックのサイズに切断され、このようにして所謂プレカットされた包装体部品（ブランク）が形成される。あるいは、パック積層体は連続材（ロール品）としても供給され、後になるまで所定寸法に切断されない。

包装体の実際の形成および充填工程とパックを形成するための封着工程とは包装機において行われる。この包装機は、多くの場合、その主機能に基づき形成／充填／封着機とも呼ばれている。充填可能な製品は、飲料、スープ、またはヨーグルトなど、主に液状食品を含む。堅い、ペースト状の、または塊の多い製品、またはこれらに類するものも考えられる。

上記種類の包装体に注ぎ口要素が更に設けられることもある。これら注ぎ口要素は、通常、充填製品を制御された方法で注ぎ出せることに加え、パックを再閉鎖するという選択肢を消費者に提供する。多くの場合、主に無菌用途のために、初回開口機能もパックのためにもたらされる。この点に関して、それまで気密に密閉されていたパックは、初めて開口される。この開口は、例えば、リングプルまたはプルタブによって、あるいは突刺および／または切断装置によっても、行うことができる。この種の突刺および／または切断装置は、スリーブ状の切断要素（切断リング）として形成されていることが多い。これら切断要素は、例えば駆動手段を介して、ねじ式キャップに結合されているので、ねじ式キャップを回転作動させることによってパックが同時に切断開口される。

本出願人による特許文献１は、例えば三部構成の注ぎ口要素を開示している。基体、ねじ式キャップ、および切断スリーブは、最初に射出成形工程において個々に製造され、組み付けられると機能的な注ぎ口要素を形成する。この注ぎ口要素は、基体上の締結用フランジによって、上記の充填済み複合包装体に接合された状態になる。消費者によってねじ式キャップが初めて作動されると、切断要素は複合包装体の開口対象領域の方向に移動し、この目的のために特に設けられた切歯によってこの領域を切断開口する。初回開口操作中、切断要素は複数のキャリアウェブによって駆動される。これらキャリアウェブは、キャップの内側領域に形成されており、切断要素上の対応するフック状突起に作用して切断要素を回転させる。これらキャリアウェブは、その湾曲した同心ウェブ形状の故に、回転力を耐捻れ式に伝達できるようになっているが、再閉鎖操作中は半径方向内向きに撓み得る。このようにして導入された回転運動は、切断要素の雄ねじを介して、および基体の雌ねじを介して、螺旋曲線をたどる移動に変換される。このねじ山の対合は、常に望まれている、構成要素の相対的に確実な案内を可能にするが、切断要素の運動学を不断の前進に制限する。これは欠点でもあり得る。その理由は、上記種類のパックでは、分断操作中に所謂「ＰＥ引裂（独：PE-Ziehen，英：PE tearing）」が発生し得るからである。この点に関して、ポリエチレンフィルムは分断されずに伸長されるので、不十分に、すなわち不完全に、開口され、求められているように製品を注ぎ出せない。

この問題を克服するために、本出願人は、特許文献２に開示されている解決策を提案した。すなわち、切断要素の特にジグザグ状の運動学である。切断要素は、最初に純粋に軸線方向に押し通される。このようにして、複合包装体は突刺兼切断部材によって突刺される。その後に純粋な回転が続き、この部材に切断のみを行わせる。この特有の運動学を可能にするために、基体および切断要素にガイド手段が形成されている。ネジ式キャップの回転によって切断要素を駆動するために、簡単なカムが切断要素の内壁に複数形成されており、これらのカムがネジ式キャップの円筒壁セグメントに作用する。これら切断要素がかしぐ、および／または傾斜する、危険が常にあるため、ガイド手段および駆動手段は中実に構成され、その結果、多量の材料消費をもたらす。

注ぎ口要素の案内および駆動に関してより良好な解決策が同じく本出願人による特許文献３に開示されている。ここでは、切断要素に設けられた複数の駆動カムが釘頭型の延在部分によって補完されている。この種の延在部分は、切断要素の案内を助けて向上させる。その理由は、その部分が円筒壁セグメントの背後に部分的に係合し、ひいては一切の傾斜の防止を助けるからである。この種の延在部分は、カムの狭窄部の背後に相対的に多量の材料を必要とするので、製作に費用がかかる。特に、射出成形中にプラスチックが相対的に流動し難いため、相対的に長いサイクル時間を伴う。更に、この種の駆動要素は、如何なる状況下でも部品が欠けて製品内に落ちないことを保証するために、安定した構成であることが常に必要とされる。

国際公開第２００７／１１３２１５（Ａ１）号 国際公開第２００４／０００６６７（Ａ１）号 国際公開第２００６／０５０６２４（Ａ１）号

上記に基づき、本発明の目的は、上記の諸欠点が解消されるように、冒頭で言及し、上で詳細に説明した種類の注ぎ口要素および複合包装体を構成および開発することである。特に、生産性の最適化と同時に、複合包装体の開口中の切断要素の駆動および案内が向上されるものとする。

この目的は、第２の駆動手段が切断要素の長手方向に対して斜めに延びて或る角度を成すリブとして構成されることで、およびリブの端面がそのリブの足部の上方に部分的に突出し、ひいては谷角を成すことで、請求項１の前提部分に記載の注ぎ口要素によって達成される。切断要素の移動がさまざまな勾配をたどるとき、切断要素の長手方向に対して斜めに延びる第２の駆動手段がクロージャキャップから切断要素へのトルク伝達の向上を可能にする。この点に関して、力は切断要素の移動方向に理想的に正確に作用する。延在部分のないリブは、均質な強度を有する。特に、更なる成形部分（独：Anformungen，英：formed-on parts）への移行領域にノッチ応力が一切生じない。無傷の部品のみがそのために意図された諸機能（例えば、駆動機能）を実行できる。更に、如何なる状況下でも部品が欠け得ない。部品が欠けると、最悪の場合、消費の準備が完了している製品の中に入り込む可能性がある。加えて、延在部分のないリブは、製作の点で実現がより容易である。射出成形によって製作される部品の大半は、追加の狭窄部を一切有さないので、より長いサイクル時間および／または局所的に低い材料品質に関してキャビティの充填に悪影響を及ぼさない。加えて、切断要素の案内は、リブの足部の上方に突出するリブの端面によって支援および向上される。

本発明の根底を成す目的は、パックゲーブルトップパネルが局所的脆弱部をパック材に有すると共に、注ぎ口要素の初回作動時に切断要素がパック材の脆弱部の方向に移動可能であり、複合包装体の中身を空にする準備が整うように脆弱部を分断できるように、この種の注ぎ口要素が位置付けられて恒久的に接合される複合包装体によっても達成される。注ぎ口要素と複合包装体とは常に互いに厳密に適合化されている必要がある。したがって、このためにもたらされる、パックゲーブルトップパネル上の精確な位置付けが極めて重要である。一方では、注ぎ口要素は複合包装体に接続されたままである必要があり、他方では、切断要素はこの目的のために形成されたパック材脆弱部に精確に食い込んで分断する必要がある。この動作のみでパックの完全な開口を可能にするので、パックの中身を空にする準備が完了する。

本発明の別の教示は、角度αが４０°〜５０°を含むようにする。このような角度範囲を有すると、切断要素の移動の勾配がさまざまであっても最適な折り合いがつく。この点に関して、リブの、および向上された駆動部の、諸利点を放棄する必要がない。

本発明の別の教示は、角度βが５０°〜８０°を含むようにする。このような谷角範囲は、案内機能と駆動機能とが釣り合う解決策をもたらすことが試験によって証明されている。駆動手段は切断要素の案内を十分に支援するが、駆動を妨げない。

別の有利な実施形態において、パックの再閉鎖が初めて行われると、切断要素はクロージャキャップに形成された第３の駆動手段によって、および切断要素に形成された第４の駆動手段によって、更に駆動され得る。注ぎ口要素の初回作動後、切断要素は複合包装体の初回開口というその機能を実施している。第１の駆動手段および第２の駆動手段は結合解除されている。製品の初回注ぎ出し後にクロージャキャップが再閉鎖されると、クロージャキャップに設けられた第３の駆動手段および切断要素に設けられた第４の駆動手段は、切断リングがパックの方向に更に押圧され、前記リングがその終端位置に移動されて駆動手段が完全に結合解除されることを保証する。

更なる複数の好都合な実施形態において、第４の駆動手段は長手方向に対して斜めに延びて角度γを成す第２のリブとして構成される。前記角度γは５°〜２５°を含む。この種の一実施形態は、上記機能を実施するための良好な解決策を提供する。このようにして、特に、クロージャキャップのブロッキングが防止される。

本発明の更なる複数の実施形態において、第２のリブは、１００°〜１３０°の鈍角δを接触面側に含む。この種の鈍角の利点は、弾力的な撓みおよび「摺動」動作の可能性がクロージャキャップの第３の駆動手段にもたらされることである。

本発明の特定種別の実施形態によると、長手方向に対して横方向に位置する第３のリブが第１のリブと第２のリブとの間に形成される。この種の水平に延びるリブは、駆動リブの更なる補強をもたらすことに加え、平坦面の利点ももたらす。この種の平坦面は、射出成形法での製作のために望ましい、または必要である、場合がある。その理由は、機能面として、この平坦面は注入点として、および／または部品を射出成形金型から取り出すための離型ピンの係合点として、使用可能であることによる。

本発明の更なる複数の教示によると、第１の駆動手段は、角度βに対する補角を形成するような角度幅を接触面側に理想的に有する第１の駆動フランクとして構成される。第１の駆動手段が薄肉フランクとして構成される場合は、材料の望ましい節約を必ず伴い得るばかりでなく、フランクの僅かな弾性変形も可能である。特に角度βに対する補角を接触面側に有する、この種の駆動フランクは、切断要素の特に良好な駆動と更なる支援的案内とをもたらし得る。更に、第３の駆動手段が第２の駆動フランクとして構成される場合は、クロージャキャップの製作が特に効果的に行われ得る。

本発明の特定種類の実施形態によると、パック材の脆弱部は事前に薄片化された穴として形成される。パック材のこの種の特有の準備は、駆動および案内が最適化された注ぎ口要素による開口のために特に適している。その理由は、複合包装体の材料全体を貫通して分断する必要がなくなるからである。

以下においては、唯一の実施形態を示す図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

注ぎ口要素を有する本発明による複合包装体の正面上方からの斜視図を示す。 本発明による注ぎ口要素の上方からの斜視図を示す。 図２の注ぎ口要素の基体の上方からの斜視図を示す。 図２の注ぎ口要素の切断要素の上方からの斜視図を示す。 図２の注ぎ口要素の切断要素が挿入された基体の平面図を示す。 図４の切断要素の駆動手段の詳細図を示す。 図２の注ぎ口要素のクロージャキャップの内部の斜視図を示す。

図１に示されている、本発明による複合包装体Ｐの実施形態は、複合包装体を飲料用カートンとして示している。複合包装体Ｐは、一連の平らに接合された材料からパック積層体を形成するパック材からなる。すなわち、厚紙キャリア層の両面にポリマー層が積層され、追加のアルミニウム層が複合包装体Ｐの製品を望ましくない環境の影響（光、酸素）から保護する。

複合包装体Ｐはそのトップ領域にパックゲーブルトップパネル１を設け、そこに、同じく本発明による注ぎ口要素Ａが当てがわれて恒久的に取り付けられる。注ぎ口要素Ａの初回作動時、この図では注ぎ口要素Ａによって隠されているパック材の脆弱領域が貫通切断され、このようにして複合包装体Ｐは初めて開口され、ひいては中身を空にする準備が完了する。この点に関して好適な図示の実施形態において、この脆弱領域は、製作中に形成される事前に薄片化された穴として形成される。この点に関して、穴が厚紙キャリア層に打ち抜かれるので、この層のコーティング後、局所的な脆弱部が生じる。

図２は、本発明による注ぎ口要素Ａを示す。射出成形によって個々に製作された注ぎ口要素Ａの複数の部品、すなわち基体２、この図では隠れている切断要素３（図４に図示）、およびクロージャキャップ４、が組み付けられて（まとめられて）使用の準備が完了している。ここで使用の準備が完了した注ぎ口要素Ａは、次に締結用フランジ５を介して複合包装体Ｐに当てがわれ、熱溶融型接着剤によって恒久的に取り付けられる。

消費者によってクロージャキャップ４が初めて作動されると、クロージャキャップ４の螺脱運動が切断要素３に伝達されるので、切断要素３は基体２内を案内され、複合包装体Ｐを脆弱部の領域において分断する。その後、このように生じた開口部から製品を注ぎ出すことができる。

図３は、締結用フランジ５に加え、注出筒６からなる基体２を示す。切断要素３は、組み付けられて機能可能な状態で注出筒６内に配置され、注出筒の内壁に形成された第１のガイド手段７によって、および切断要素３に形成された対応する第２のガイド手段８（図４を参照）によって、強制的に案内される。第１のガイド手段７は、周縁ウェブ９によって形成される。

図４は、切断要素３を個別部品として示す。上記の第２のガイド手段８は、切断要素３の外壁と一体に形成されて切断要素３の外周にわたって配置された複数対のカム１０として実現される。複数対のカム１０はウェブ９を囲み、ひいては切断要素３の強制案内部を基体２の注出筒６内に形成する。初回使用時、切断要素３は、その案内部に従って複合包装体Ｐの事前に薄片化された穴の方向に移動し、切断要素３の端部に形成された分断部材１１によって前記穴を突刺および／または貫通切断する。切断要素３は、クロージャキャップ４に形成された第１の駆動手段１２（図７を参照）によって駆動される。切断要素３の内壁に形成されたリブ１４は、第２の駆動手段１３として機能し、ひいては切断要素３を始動させて上記のように移動させる。

図５には、基体２の注出筒６内に取り付けられた切断要素３の開始位置が示されている。この平面図は、リブ１４の足部領域に含まれた谷角βを示す。リブ１４の端面１５は、駆動側でリブ１４の足部の上方に突出するので、谷角βは鋭角である。この鋭角の谷角βは、切断要素３の案内を助ける。

図６は、リブ１４のうちの１つを詳細に示す。このリブは、切断要素３の長手方向に対して角度αを成す。これにより、クロージャキャップ４から切断要素３へのトルクの伝達が向上され得る。基体２の注出筒６内での強制的な案内により、切断要素３はさまざまな勾配を有する移動経路に押し出される。この点に関して好適な図示の実施形態においては、第３の駆動手段１６がクロージャキャップ４に形成され（図７を参照）、第４の駆動手段１７が切断要素３に形成される。クロージャキャップ４が再閉鎖されるとき、これら駆動手段は作動的に接触し、切断要素３をその終端位置に移動させる。第４の駆動手段１７は第２のリブ１８として形成され、切断要素３の長手方向に対して角度γで傾斜延在し、更に鈍角δで傾斜する（図５に図示）。その結果、この駆動部も最適化される。第３のリブ１９がリブ１４と第２のリブ１８との間に追加片を形成し、これらを一体に接合する。

最後に、図７は、クロージャキャップ４を示す。その内側で、第１の駆動手段１２は、第１の駆動フランク２０として最上部からクロージャキャップ４の内部に突出する。この実施形態において、第１の駆動フランク２０は相対的に肉薄の壁で製作され、谷角βに対する補角を接触面側に有する。第２の駆動フランク２１は、第３の駆動手段１６として第１の駆動フランク１９に一体に接合される。したがって、クロージャキャップ４は、個々の移動のための駆動部として切断要素３に結合され、力およびトルクの所望の伝達が確実に案内される方法で行われ得る。

Claims (14)

1. 複合包装体（Ｐ）のための、特に液状食品用の飲料用カートンのための、注ぎ口要素（Ａ）であって、締結用フランジ（５）および注出筒（６）を有する基体（２）と、前記注出筒（６）内に配置されて前記注出筒（６）内を案内される切断要素（３）と、前記基体（２）に接合可能なクロージャキャップ（４）とを備え、初回作動中、前記切断要素（３）は前記クロージャキャップ（４）に形成された第１の駆動手段（１２）によって、および前記切断要素（３）の内壁に形成された第２の駆動手段（１３）によって、駆動可能であり、前記切断要素（３）の移動はさまざまな勾配をたどる、注ぎ口要素（Ａ）において、
   前記第２の駆動手段（１３）は、前記切断要素（３）の長手方向に対して斜めに延びて角度（α）を成すリブ（１４）として構成されることと、前記リブ（１４）の端面（１５）はその足部の上方に部分的に突出し、ひいては谷角（β）を成すことと、を特徴とする注ぎ口要素（Ａ）。
2. 前記角度（α）は４０°〜５０°を含むことを特徴とする、請求項１に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
3. 前記角度（β）は５０°〜８０°を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
4. 初回再閉鎖操作中、前記切断要素（３）は、前記クロージャキャップ（４）に形成された第３の駆動手段（１６）によって、および前記切断要素（３）に形成された第４の駆動手段（１７）によって、更に駆動可能であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
5. 前記第４の駆動手段（１７）は、前記長手方向に対して斜めに延びて角度（γ）を成す第２のリブ（１８）として構成されることを特徴とする、請求項４に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
6. 前記角度（γ）は５°〜２５°を含むことを特徴とする、請求項５に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
7. 前記第２のリブ（１８）は接触面側に鈍角（δ）を成すことを特徴とする、請求項５または６に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
8. 前記角度（δ）は１００°〜１３０°を含むことを特徴とする、請求項７に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
9. 前記長手方向に対して横方向に位置する第３のリブ（１９）が前記第１のリブ（１４）と前記第２のリブ（１８）との間に形成されることを特徴とする、請求項５〜８の何れか一項に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
10. 前記第１の駆動手段（１２）は第１の駆動フランク（２０）として構成されることを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
11. 前記第１の駆動フランク（２０）は、角度（β）に対する補角を形成するような角度幅を前記接触面側に有することを特徴とする、請求項１０に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
12. 前記第３の駆動手段（１６）は第２の駆動フランク（２１）として形成されることを特徴とする、請求項４〜１１の何れか一項に記載の注ぎ口要素（Ａ）。
13. 注ぎ口要素（Ａ）を収容するために適したパックゲーブルトップパネル（１）を有する複合包装体（Ｐ）、特に液状食品用の飲料用カートン、であって、前記パックゲーブルトップパネル（１）は局所的脆弱部をパック材に有し、請求項１〜１２の何れか一項に記載の注ぎ口要素（Ａ）が、前記注ぎ口要素（Ａ）の初回作動時に切断要素（３）が前記パック材の前記脆弱部の方向に移動可能であり、前記複合包装体（Ｐ）を空にする準備が整うように前記脆弱部を分断できるように、位置付けられて恒久的に接合される、複合包装体（Ｐ）。
14. 前記パック材の前記脆弱部は事前に薄片化された穴として形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の複合包装体（Ｐ）。

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