JP2020172040A - ヒンジ製品およびヒンジ製品を形成するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天然ポリマーを含む塊を用いて製造される製品であって、少なくとも、ヒンジ構造によって連結された第１の製品部分と第２の製品部分とを含む製品の提供。【解決手段】ヒンジ構造は、少なくとも１つの可撓性シート要素１２と、前記天然ポリマーを含む塊でできた１つのブリッジ部１３とを含み、ヒンジ構造は、初めてのヒンジ連結前に、前記少なくとも１つのブリッジ部が、第１の製品部分２と第２の製品部分３の間に、可撓性シート要素に比べてより堅固な連結を形成するように設計され、ヒンジ連結によって、前記ブリッジ部が切断され、その結果、第１および第２の製品部分は実質的に少なくとも１つの可撓性ストリップのみによって連結される。【選択図】図２

Description

本発明は、天然ポリマーを含む塊を用いて製造され、ヒンジ構造によって互いに連結された、少なくとも第１および第２の製品部分を含む製品に関する。本発明はさらに、そのような製品を形成するための装置および方法に関する。

米国特許第５３７６３２０号は、第１の製品部分と、ヒンジによって第１の製品部分に連結された第２の製品部分とを含むヒンジ製品を開示している。前記ヒンジは、別個の第１の製品部分と第２の製品部分の間の間隙を埋める可撓性ストリップによって形成されている。そのような製品を形成するための装置において、２つの別個の金型キャビティが、その間に分離壁を有して設けられる。それぞれのキャビティは、少なくとも１つの注入開口部を有する。製造中、ラベルを前記分離壁の上部に配置し、前記分離壁の両縁部上に折り曲げる。閉鎖金型部分が前記各金型キャビティの上から中に配置されると、それと同時に前記分離壁の上部と閉鎖金型部分との間のラベルが固定される。製品が形成され、金型から取り出されるとき、前記第１の製品部分と前記第２の製品部分との間に延在するラベル部分を折り曲げることによって、一方の製品部分を他方の製品部分の上部に折り曲げることができる。

国際公開第ＷＯ００／３９２１４号は、金型内で成形された天然ポリマーの塊を用いて製造されたクラムシェルなどのヒンジ製品を開示している。これらの製品においては、製品の材料組成に局所的に影響を及ぼすことにより、天然ポリマーを含む塊によってヒンジが形成され、その結果、関連する部分の材料特性が隣接する各部分の材料特性から逸脱する。

本開示の目的は、天然ポリマーを用いて製造された代替的なヒンジ製品を提供することである。本開示の目的は、製造が容易なヒンジ製品を提供することである。本開示の目的は、特に製品の成形後の取り扱いが容易な製品を提供することである。本開示の目的は、天然ポリマーを用いたヒンジ製品を形成するための方法を提供することである。本開示の目的は、天然ポリマーを用いたヒンジ製品を形成するための、特にそのような製品を金型成形するための装置を提供することである。本開示の目的は、製品の包装中に容易に取り扱うことができる、天然ポリマーを用いて製造された各ヒンジ部分を有する包装を提供することである。

本開示による製品、方法、および／または装置を用いて、これらの目的および他の目的のうちの少なくとも１つを個別にまたは組み合わせて達成することができる。

一態様において、本開示による製品は、天然ポリマーを含む塊を用いて製造することができ、本製品は、ヒンジ構造によって連結された少なくとも第１および第２の製品部分を含む。ヒンジ構造は、例えばストリップなどの少なくとも１つの可撓性シート要素と、前記天然ポリマーを含む塊でできた１つのブリッジ部とを含む。ヒンジ構造は、初めて第１および第２の製品部分を互いに対してヒンジ連結する前に、前記少なくとも１つのブリッジ部が、第１の製品部分と第２の製品部分の間に、１つまたは複数の可撓性シート要素に比べてより堅固な連結を形成するように設計され、初めて第１の製品部分を第２の製品部分に対してヒンジ連結することによって、前記ブリッジ部が切断され、例えば少なくとも部分的に引き裂かれ、剪断され、および／または破断され、その結果、第１および第２の製品部分が実質的に少なくとも１つの可撓性シート要素のみによって互いに連結される。

本開示による製品において、製品が形成される金型から製品が取り出される際、１つまたは複数のブリッジ部が、第１の製品部分と第２の製品部分の間に比較的堅固な、好ましくは一方の製品部分が、他方の製品部分に対して重力の影響下で移動、特に枢動することを防ぐのに少なくとも十分堅固な連結を形成することが好ましい。これにより、例えば離型、積み重ね、取り降ろし、および例えば製品の充填中の取り扱い時における容易な操作が可能になる。離型後に、ヒンジ構造によって第１の製品部分を第２の製品部分に対して枢動させると、ブリッジ部は、特に、部分的に破断、引き裂き、および／または剪断などによる切断によって剛性を失い、その結果、第１および第２の製品部分が実質的に少なくとも１つの可撓性ストリップのみによって互いに連結され、容易かつ反復的なヒンジ連結が可能になる。

各実施形態において、１つ以上のストリップなどの前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、ブリッジ部を形成する前記塊によって少なくとも一方の表面上で少なくとも部分的に覆われるように１つまたは複数のブリッジ部を設けることができる。同じまたはそれぞれ異なる実施形態において、ストリップなどの少なくとも２つの可撓性シート要素を設けることができ、ブリッジ部が前記各可撓性シート要素間に少なくとも部分的に設けられ、および／または少なくとも２つのブリッジ部を設けることができ、ストリップなどの少なくとも１つの可撓性シート要素を前記各ブリッジ部間に延在するように設けることができる。

一態様において、本開示の方法は、少なくとも澱粉などの天然ポリマーを含む塊を金型内に導入することを含むことができ、金型内の塊は加熱され、その結果、塊が少なくとも天然ポリマーの架橋結合を含む。金型は、ブリッジ部によって連結された少なくとも２つの製品部分形成部分を含み、ストリップなどの少なくとも１つの可撓性シート要素が、好ましくは前記塊を前記金型内に導入する前に、前記ブリッジ部の中および／または上に配置される。前記少なくとも１つの可撓性シート要素は、ブリッジ部の両側の前記製品部分形成部分内に少なくとも部分的に延在するように配置され、金型内に導入された塊に連結される。使用される金型は、塊の金型内への導入中に、塊の少なくとも一部がブリッジ部の上、前記少なくとも１つの可撓性シート要素の上および／またはそれに沿って流れ、形成される製品内に少なくとも１つのブリッジ部が形成されるようになっている。

各実施形態において、塊は、可撓性シート要素の少なくとも一方の表面の少なくとも一部を覆い、前記製品部分形成部分に形成された各製品部分を連結する。よって、ブリッジ部は、可撓性シート要素の少なくとも一方の表面上に層を形成することができる。

各実施形態において、少なくとも１つの可撓性シート要素は、前記ブリッジ部の中および／または上の少なくとも１つおよび好ましくは一連のピン上にピン留めされ、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、塊の金型内への導入中、定位置に保持される。そのような各実施形態において、少なくとも１つの可撓性シート要素は、金型を閉鎖した際に可撓性シート要素の表面が金型面に当接するように、好ましくは少なくとも１つのピン上にピン留めされ、その結果、塊がブリッジ部の形成に関連する可撓性シート要素の他方の表面上のみに流れることができる。

各実施形態において、金型部分の各々は、それぞれブリッジ部に連結された第１の壁部を有するシェル部分を形成するように設計することができ、少なくとも１つの可撓性シート要素がブリッジ部の中および／または上に配置されて長手方向を有し、少なくとも１つの可撓性シート要素の両側部が、関連する各金型部分の各壁部上に折り曲げられて、それぞれ、その内部に形成された関連する製品部分の内面部を形成するように設計されている。

一態様において、本開示による装置は金型を含むことができ、金型はブリッジ部によって連結された少なくとも２つの製品部分形成部分を含む。この装置は、好ましくは前記塊を前記金型内に導入する前に、少なくとも１つの可撓性シート要素を前記ブリッジ部の中および／または上に配置するためのシートシステムを備え、前記少なくとも１つの可撓性シート要素は、ブリッジ部の両側の製品部分形成部分内に少なくとも部分的に延在して、金型に導入された塊に連結される。好ましくは、その結果、塊が可撓性シート要素の少なくとも一方の表面の少なくとも一部を覆って、前記各製品部分形成部分内に形成された製品部分を連結し、および／または塊が前記少なくとも１つの可撓性シート要素に隣接する少なくとも１つのブリッジ部を形成する。

本発明をさらに明らかにするために、その各実施形態を各図面を参照しながら以下に開示および説明する。各図面において、以下を概略的に示す。

開位置にあるヒンジ製品の一実施形態の斜視図である。

図１の製品の上面図である。

図１の製品の、図１ＡにおけるＩＩ？ＩＩ線に沿った断面図である。

本開示による第１の実施形態における製品の、第１のヒンジ連結前のヒンジ構造の拡大図である。

図３Ａに示すような本開示による製品の、第１のヒンジ連結後のヒンジ構造の拡大図である。

図３Ａのヒンジ構造を拡大して示す。

開位置にあるヒンジ製品の代替的な実施形態の斜視図である。

閉位置にある、図４の製品を示す。

各可撓性シート要素をピックアップする位置に開放金型およびシートシステムを有する、本開示による製品を形成するための装置の一部を示す。

シートシステムが各可撓性シート要素をピックアップし、各可撓性シート要素をそれぞれ金型に配置する位置にある状態の、図６の装置を示す。

シートシステムが各可撓性シート要素をピックアップし、各可撓性シート要素をそれぞれ金型に配置する位置にある状態の、図６の装置を示す。

可撓性シート要素を保持するためのピンを示す、金型部分の一部断面図である。

ピン上にピン留めされたストリップなどの可撓性シート要素を示す。

代替的なヒンジ構造の様々な実施形態を示す。

代替的なヒンジ構造の様々な実施形態を示す。

代替的なヒンジ構造の様々な実施形態を示す。

本説明では、例示のみを目的として、本発明の各実施形態を示し、開示する。これらは、如何なる方法でも決して本発明の範囲を限定するものと解釈または理解されるべきではない。この説明において、同一または同様の要素は、同一または同様の参照符号で示される。この説明において、本発明の各実施形態を、例示のみを目的とし、天然ポリマーとして澱粉系の天然ポリマーを参照して説明するものとする。澱粉に加え、または澱粉の代替物として他の天然ポリマーも、そのような塊において用いることができる。

本開示において、主に包装用製品が、説明による各製品の例として説明される。ただし、他のヒンジ製品も請求項の範囲内に含まれる。本開示において、ヒンジ連結は、少なくとも第１の製品部分の、第一の製品部分にヒンジ構造を介して連結された第２の製品部分に対する枢動、特にヒンジ構造によってもたらされる枢動線または一連の枢動線の周りの枢動を含むと理解されるべきである。そのような枢動線は、実線または仮想線であり得、直線または曲線であってもよい。ヒンジ連結は、２つの製品部分を連結する可撓性シート要素を撓ませる、および／または折り曲げることによって、ヒンジ構造を介して第１の製品部分をそれに連結された第２の製品部分の実質的にすぐ隣の位置から前記第２の製品部分の実質的に上部の位置に移動させることを含むと少なくとも理解されるべきである。

本開示において、包装用製品は、例えば保管、輸送および／または展示のために他の製品を包装することができる製品を少なくとも含むがこれに限定されないと理解されるべきである。本開示において、包装用製品などのヒンジ製品は、少なくとも、１つ以上の可撓性ストリップなどの前記少なくとも１つの可撓性シート要素によって、第１および第２の製品部分が共に保持されることにより、第１および第２の製品部分がばらばらになることなく数回開閉できることが好ましい。

本開示において、シートは、長手方向およびそれに垂直な幅方向、ならびに長さ方向および幅方向の両方に垂直な厚さ方向を有する要素として理解されるべきである。長手方向の長さおよび幅方向の幅は、厚さ方向の厚さよりも実質的に大きい。ストリップは、長手方向、ならびに幅および厚さを有する、比較的平坦で細長い可撓性シート材料の帯を少なくとも意味するが、これに限定されないと理解されるべきである。長手方向の長さは、ストリップが実質的に平坦であるときに幅方向に測定される幅よりも大きい。厚さは幅よりも小さい。

本開示における可撓性とは、ストリップなどの可撓性シート要素を、少なくとも長手方向に対して実質的に垂直な方向に、少なくとも４５度、好ましくは少なくとも９０度、例えば、少なくとも約１８０度の角度に亘って反復的に折り曲げることができ、撓み半径が平坦な位置におけるストリップの幅以下であることを意味すると理解され得る。本開示において、可撓性シート材料は、本開示による製品内のヒンジ構造において用いられる可撓性シート材料が、同じ製品内の任意のブリッジ部に比べてより可撓性があることを意味すると理解されてもよい。

ストリップなどの可撓性シート要素は、紙、織物、ポリマーなどの任意の適切な材料から作製することができ、単層または積層体とすることができる。ストリップなどの可撓性シート要素の作製に用いられる材料は、好ましくは生分解性であり、より好ましくはそれと連結される各製品部分の材料に対して生分解性である。ストリップなどの可撓性シート要素は、厚さ方向に見た両面を有し、前記両面の少なくとも一方は、製品の形成に用いられる塊が、例えば塊中の天然ポリマーに接着するのに適していることが好ましい。各実施形態において、ストリップなどの可撓性シート材料は、塊の一部が可撓性シート材料の中に、および／またはそれを通って入ることを可能にするために多孔質または有孔であってもよい。

本開示において、天然ポリマーを含む塊は、例えば澱粉またはタピオカであるがこれらに限定されない、天然ポリマーを含むバッターまたは懸濁液を少なくとも含むがこれ限定されないことが理解され得る。 この場合、好ましくは塊が水分を含み、その結果、塊は加熱前に流動性を有し、金型内での加熱中に前記塊中の天然ポリマーのゲル化および架橋結合が可能となる。適切な塊の例が、例えば、国際公開第ＷＯ２００４／０３３１７９号、米国特許第５３７６３２０号、国際公開第ＷＯ００／３９２１４号および国際公開第ＷＯ９６／３０１８６号に開示されており、これらは全て、本開示による金型成形製品に適した天然ポリマーを含む懸濁液などの塊を開示する限りにおいて、参照により本明細書に組み入れられる。

本開示において、本開示による製品を形成するための、金型を含む装置を説明する。各実施例においては、天然ポリマーを含む塊を加圧下で投入することができ、塊中の天然ポリマーの少なくとも架橋結合を得るために加熱することができる閉鎖金型について主に説明する。そのような金型および金型システムは、例えば、国際公開第ＷＯ２００４／０３３１７９号、米国特許第５３７６３２０号、国際公開第ＷＯ００／３９２１４号および国際公開第ＷＯ９６／３０１８６号に開示されており、これらは全て、オランダ国、Ｂａｒｎｅｖｅｌｄ、Ｐａｐｅｒｆｏａｍ社製の製品材料であるＰａｐｅｒｆｏａｍ（登録商標）などの天然ポリマー系の塊を成形するための成形装置を開示する限りにおいて、参照により本明細書に組み入れられる。ただし、本開示による製品は、例えば開示されている方法を用い、様々な成形システムおよび装置において、例えば塊が圧力なしで導入され、金型の閉鎖により、１つまたは複数の金型キャビティを介して加圧される金型内で形成することもできる。そのような成形システムは、例えば、Ｆｒａｎｚ Ｈａａｓによる米国特許第４４１７５０８号から知られている。

例示を目的として以下に説明する成形装置の各実施形態において、２つの製品を同時に形成するための各金型キャビティを有する金型が示されている。しかしながら、成形サイクルにおいて１つまたは２つより多い製品を形成するためなどの、他の数の金型キャビティもまた提供され得ることは明らかであろう。

以下に説明する本開示による製造方法および装置の各実施形態において、少なくとも１つの可撓性シート要素が金型内に配置され、その結果、少なくとも１つの可撓性シート要素は成形中に製品に接着されるかまたは少なくとも製品に一体化される。ただし、例えば接着剤、好ましくは非毒性の、より好ましくは生分解性の接着剤、例えば澱粉系接着剤を用いることによって、成形後に可撓性シート状要素を中間製品として製品に接着することもでき、その結果、可撓性シート状要素が第１および第２の製品部分を連結する。

図１は、本実施形態において、例示のみを目的として、鶏卵箱として示されているヒンジ製品１を斜視図で示す。製品１は、後述するように、ヒンジ構造４によって第２の製品部分３に連結された第１の製品部分２を含む。第１の製品部分２および第２の製品部分３は両方とも実質的にシェル形状であり得、そのような第１の製品部分２および第２の製品部分３内の空間を画定する１つ以上の比較的薄い壁を有する。製品１を閉じることによって、そのような各空間が合わさって、そのような製品１で囲まれた１つの空間を形成する。

図１、図１Ａおよび図２の実施形態における第１の製品部分２は、鶏卵（図示せず）用の各収容空間５を備え、鶏卵を公知の方法で前記各空間５内に置くことができる。各空間５は２つの平行な列６に設けられ、本実施形態においてそれぞれの列６は６つのそのような空間５を含む。２つの列６の間には、製品１が閉じられたときに第２の製品部分３を支持するのに適した２つの支柱７が各空間５の上方に延在するように設けられている。第２の製品部分３は蓋として設計されている。第１の製品部分２はヒンジ構造４の反対側の第１の縁部８を有し、一方、第２の製品部分３はヒンジ構造４の反対側の第２の縁部９を有する。第１の縁部８は各第１のロック要素１０を含み、一方、第２の縁部９は各第２のロック要素１１を含む。その結果、包装用製品１の閉位置において、閉位置にある第１の製品部分２と第２の製品部分３とを解除可能にロックするように第１のロック要素１０と第２のロック要素１１を互いに係合させることができる。

製品１は、天然ポリマーの架橋結合を可能にするため、および塊の液体画分の一部の蒸発を可能にするために加熱された、澱粉などの天然ポリマーを含む塊からできており、比較的堅固な発泡壁構造を提供する。製品１は、塊が加圧下で投入される閉鎖金型を用いて金型成形されることが好ましい。

ヒンジ構造４は、例えば図２および図３にも見られるように、少なくとも１つまたは一連の可撓性シート要素１２と、１つまたは一連のブリッジ部１３とを含む。少なくとも１つの可撓性シート要素１２は、第１の製品部分２および第２の製品部分３に連結されている。少なくとも１つのブリッジ部１３も、第１の製品部分２および第２の製品部分３に連結され、架橋結合された天然ポリマーを含む塊でできている。ブリッジ要素１３とも呼ばれることがある少なくとも１つのブリッジ部１３は、第１の製品部分２および第２の製品部分３と一体であり、それらと同じ塊からできていることが好ましい。

少なくとも１つのブリッジ部１３は、好ましくは少なくとも１つの可撓性シート要素１２よりも可撓性が低く、その結果、特に包装用製品１としての製品１を閉じるために、ヒンジ構造４によって第２の製品部分３を第１の製品部分２上にヒンジ連結させる際、少なくとも１つの可撓性シート要素１２が撓ませられ、および／または折り曲げられ、一方、少なくとも１つのブリッジ部１３は、少なくともそのようなブリッジ部１３の剛性が著しく低下する程度まで切断、例えば破断、剪断および／または引き裂かれて、好ましくは少なくとも１つのブリッジ部１３が破断され、その結果、第１の製品部分２および第２の製品部分３がその後、少なくとも１つの可撓性シート要素１２のみによって互いに連結される。１つまたは複数のブリッジ部１３を切断した後の１つまたは複数の可撓性シート要素１２は、第２の製品部分３を第１の製品部分２に対して反復的にヒンジ連結することを可能にし、一方、前記１つまたは複数のブリッジ部１３の切断前には、そのようなヒンジ連結は、少なくとも１つのブリッジ部１３によって実質的に妨げられている。

図３Ａは、例示を目的として、成形後、初めてヒンジ連結する前の、第１の製品部分２と第２の製品部分３の間のヒンジ構造４の断面を示す。図３Ｃは同じものを拡大して示す。ここでは、ブリッジ部１３は、第１の製品部分２の第２の壁１４と第２の製品部分３の第１の壁１５との間に延び、それらと一体的に形成されていることが示されている。本実施形態におけるブリッジ部１３は、第１の製品部分２および第２の製品部分３と同じ材料でできている。図３Ａの実施形態において、ブリッジ部１３は可撓性シート要素１２の第１の表面１６に当接し、一方、前記可撓性シート要素１２の反対側の第２の表面１７は自由面になっている。本実施形態において、ブリッジ部１３は、可撓性シート要素１２に当接する実質的に平坦な面１８と、概して溝形状を有する反対面とを有し、この反対面は、例えば、図３Ｃの紙面に対して垂直に延び、ヒンジ線Ｓと平行に、および／またはそれと一致して延びる長手方向軸Ｘに垂直な面において実質的にＶ字形状の断面を有する。よって、ブリッジ部１３の中央部１９は最も薄く、そのため、ヒンジ連結時に最初に切断される可能性が最も高い。これにより、可撓性シート要素１２を撓ませる、または折り曲げるためのヒンジ線Ｓが実質的に画定される。

図３Ｂは、図３Ａおよび図３Ｃと同じ製品の断面、ただし、第１の製品部分２に対して第２の製品部分３をヒンジ連結した後の断面を示す。図３Ｂにおいて、可撓性シート要素１２は折り曲げまたはヒンジ線Ｓまたはその付近において撓ませられ、または折り曲げられており、一方、ブリッジ部１３は（前記最薄部分１９）において）破断されており、第１の製品部分２を第２の製品部分３と連結するヒンジ構造４の剛性が著しく低下している。可撓性シート要素１２は、第１の製品部分２および第２の製品部分３に連結されたままである。

本開示から理解され得るように、可撓性シート要素１２およびブリッジ部１３は、例えば第２の製品部分３を第１の製品部分２に対して枢動させる（例えば図３Ａおよび図３Ｂに示すように）ことによってヒンジ構造４を撓ませるときに、ブリッジ部１３が可撓性シート要素１２を切断することなく、切断、特に破断されるように設計され、構成されることが好ましい。ブリッジ部１３は、例えば、可撓性シート要素１２よりも可撓性が低く、および／または脆性が高くてもよい。

図１および図１Ａの実施形態において、可撓性シート要素１２は、第１の製品部分２の第２の壁１４および第２の製品部分３の第１の壁１５の長手方向長さＬに亘って延びるストリップ１２Ａとして設けられる。可撓性シート要素１２は、第１の製品部分２と第２の製品部分３との間の間隙２０を埋める。図９Ａから図９Ｃにおいて、例えば複数のブリッジ部１３および／または複数の可撓性シート要素１２が設けられる様々な代替的実施形態が示されている。例えば、図９Ａは、３つの離間した可撓性シート要素１２Ｂの間に２つの離間したブリッジ部１３Ａを備えるヒンジ構造４の上面図を示す。図９Ｂは、３つの離間したブリッジ部１３Ｂの間に２つの可撓性シート要素１２Ｃを備えるヒンジ構造の上面図を示す。図９Ｃは、５つの離間したブリッジ部１３Ｃを覆う、可撓性シート材料のストリップ１２Ａを備えるヒンジ構造４の実施形態を示す。本開示の範囲内で、各可撓性シート要素１２と各ブリッジ部１３との他の多くの組み合わせが可能であることは明らかである。

本開示における可撓性シート要素１２は、限定はしないが、紙、プラスチック、織物などの任意の適切で柔軟性があり、および／または折り曲げ可能な材料から作製することができ、単層シートまたは、同じもしくは異なる材料のそれぞれ異なる層からなる積層体とすることができる。可撓性シート材料は生分解性であり、天然材料を含むことが好ましい。

少なくとも１つのブリッジ部１３は、製品１の離型後、４５°を超える角度に亘って、少なくとも９０°の角度に亘って撓ませられたとき、より好ましくは少なくとも約１８０°の角度に亘って撓むときに破断するように作製されることが好ましい。各実施形態において、製品１は、可撓性シート材料が前記ヒンジ線Ｓ上に折り曲げられるときに、前記可撓性シート材料１２を覆う前記ポリマー系の塊でできた少なくとも１層の材料層が破断するように設計して形成することができる。 図１から図３に示す各実施形態において、少なくとも１つのブリッジ部１３は、実質的に対称な断面を有し（図３Ａから図３Ｃに示すように）、その結果、ヒンジ線Ｓが各壁部分１４および１５の間の間隙２０の実質的に中央にある。ブリッジ部（群）をこれと異なるように設計することによって、ヒンジ線Ｓの位置を調整することができる。

図４および図５は、本開示による製品１の代替的実施形態を概略的に示し、この製品１もまたヒンジ構造４によって第２の製品部分３に連結された第１の製品部分２を有する。ヒンジ構造４は、図４Ａの断面図に拡大して概略的に示されているように、やはり第１の製品部分２および第２の製品部分３に連結された可撓性シート要素１２を備え、図１から図３の実施形態と同様に、離型後かつ第１のヒンジ連結前に前記可撓性シート要素１２上に延在するとともに第１の製品要素２と第２の製品要素３とを連結するブリッジ部１３が設けられる。ただし、本実施形態においては、ブリッジ部１３は、実質的にＶ字形状の断面を有する２つの実質的に平行な溝２１の下側によって形成される２つの薄い部分１９を有するように設計されている。前記各溝２１の間に、隆起したより厚い部分２２が設けられる。

ここでも、図１から図３の実施形態と同様、図４に示すような開位置において、成形直後、すなわち第２の製品部分３が第１の製品部分２に対して初めて傾けられる前は、１つまたは複数のブリッジ部１３は、可撓性シート要素１２に比べて比較的剛性であり、好ましくは第１の製品部分２および第２の製品部分３のうちの一方のみに、第１の製品部分２および第２の製品部分３のうちの他方を、前記他方の製品部分に作用する重力のために第１の製品部分２に対して著しく傾けることなく係合して、製品を実質的に水平な位置に持ち上げることができるに足る十分な剛性を有する。ここで「著しく傾けることなく」とは、少なくとも、ブリッジ部または複数のブリッジ部のうちの少なくとも１つを破断するのに十分な傾きがないことを意味することが理解されるべきである。従って、このようなブリッジ部（群）は、開放製品の離型、積み重ねおよび取り降ろしなどを、例えば、そのような製品１をその中に包装されるべき製品で充填するための充填ステーションに輸送する際の、例えばロボットによる取扱いと同様に容易化することができる。

製品１を図５に示すような位置に閉じるために、図４および図５の製品１の第２の製品部分３を第１の製品部分２に対して傾けるとき、ブリッジ部１３（またはそれぞれのブリッジ部１３）が両方の薄い部分１９で切断、例えば破断または引き裂かれ、前記各薄い部分１９またはその付近に位置する２本の実質的に平行なヒンジ線Ｓ₁およびＳ₂の二重ヒンジ連結が可能になる。図５に見られるように、閉位置において、第１の製品部分２および第２の製品部分３のそれぞれの対向面２３および２４が実質的に水平な位置において互いに実質的に平行であるとき、より厚い部分２２は実質的に垂直に延びる。

図４および図５に示す実施形態において、第１の製品部分２は一連の隆起部２５を含み、第２の製品部分３は一連の溝２６を含み、その結果、例えば葉巻、ペンなどの実質的に円筒形の製品（図示せず）を製品１に包装できる。

図６は、本開示による製品１を形成するための装置４０を、製品１を成形するための開放金型３０と共に概略的に示す。この例において、金型は、図１による製品１を２つ横に並べて成形するように、可撓性シート材料１２、特にそのような可撓性シート材料１２のストリップ１２Ａのための供給部３１の一部、および前記ストリップ１２Ａを金型３０に移送するための移送装置３５と共に設計されている。本実施形態において、供給部３１は、それぞれ所定の長さの前記材料１２からなる２つのロール３２を含む。それぞれのロール３２から、ストリップ１２Ａが、ガイド３３を越えて、それぞれ関連するロール３２から切り出された長さＬのストリップ１２Ａに係合する、移送装置３５の２つの平行なピックアップ装置３４の正面の実質的に垂直な位置まで送られる。

図７Ａおよび図７Ｂは、従来の方法で第１の金型半型３０Ａおよび第２の金型半型３０Ｂを備える開放金型３０を有する装置４０を概略的に示し、第１の金型半型３０Ａは図６に示されている。図７Ａは、ストリップ１２Ａなどの可撓性シート材料１２をピックアップするための位置にある移送装置３５を示す。移送装置３５は、例えばレールまたはアームシステム３６を含み、それを用いて各ピックアップ装置３４を図７Ａに示す位置から図７Ｂにおける位置へ、そしてその逆に移動させることができる。使用中、各ピックアップ装置３４は図７Ａの位置において２つのストリップ１２Ａをピックアップし、それらのストリップ１２Ａを図７Ｂに示す位置まで移送し、この位置において、各ストリップ１２Ａは各ピックアップ装置３４から金型３０内へ、特に、以下でさらに詳細に説明するように製品１に成形される位置に移送される。その後、各ピックアップ装置３４を図７Ａの位置に戻し、金型３０を成形サイクルのために閉鎖することができる。成形サイクルでは、閉鎖金型３０内に塊を射出することができ、塊はそれから、少なくとも塊中の天然ポリマーを架橋結合するために加熱され、その後、例えば、イジェクタ（図示せず）または他の離型システムおよび当技術分野で公知の設備を用いて各製品１を金型３０から取り出すことができる。製品１の成形中、可撓性シート材料１２、特にストリップ１２Ａは製品１に確実に連結される。

本開示による金型３０は、少なくとも塊を金型３０内に導入する間、特に塊を少なくとも１つの可撓性シート要素１２上に通過させるときに、少なくとも１つの可撓性シート要素１２を固定位置または少なくとも予め定められた位置に保つための少なくとも１つのリテーナまたはリテーナシステム４１を備えることが好ましい。図８および図８Ａにおいて、リテーナシステム４１の一部を形成するリテーナ４１の実施形態が示されている。本実施形態において、図示されているリテーナ４１は、第１の製品部分２を成形するための金型部分３０（２）と第２の製品部分３を成形するための第２の金型部分３０（３）の間に延びるブリッジ部５０の一部を形成する表面４３の上方に延びる尖鋭ピン４２によって形成される。前記表面４３は、ストリップ１２Ａの外表面１８がそれを背にして配置され得るように設計されている。本実施形態において、表面４３は実質的に平坦であるが、例えば断面が湾曲しているなど、それと異なるように設計することもできる。第１の製品部分２形成部３０（２）および第２の製品部分３形成部３０（３）の間の前記表面４３の幅Ｗは、例えばストリップ１２Ａの幅（長手方向軸Ｘに対して垂直）とほぼ同じであり得る。図８Ａにおいて、表面４３の幅Ｗはストリップ１２Ａの幅Ｗ１２より小さいことが示されており、その結果、ストリップ１２Ａの両側部４４は第１の製品部分形成部分３０（２）および第２の製品部分形成部分３０（３）のそれぞれの壁形成部４５および４６を背にして折り曲げられている。

ストリップ１２Ａを金型３０内に移送する際、ストリップ１２Ａが、少なくとも１つのリテーナ、特に少なくとも１つのピン４２の上から押し付けられることにより、ストリップ１２Ａに穴が開く。これにより、移送装置３５によって放出されたストリップ１２Ａは、少なくとも１つのピン４２によって金型３０内に保持される。

図８Ａに見られるように、金型部分３０Ｂを金型部分３０Ａの上から、よってピン４２の上から閉鎖することができる。各実施形態において、ピン４２をより短くすることができ、その結果、ピン４２の自由で尖鋭な端部４２Ａが、形成された金型キャビティ４７の内側に延在する。ストリップ１２Ａを囲む閉鎖金型キャビティ４７が形成される。各実施形態において、少なくとも１つのピン４２は、例えば、離型中にストリップ１２Ａを有する製品１を取り外すため、あるいは金型３０の閉鎖前または閉鎖中にピン４２をストリップ１２Ａに貫通させるために、退避可能であるように長手方向Ｌ_pinに移動可能とすることができる。

成形中、バッター、懸濁液または液体などの塊が、好ましくは少なくとも１つの可撓性シート要素１２から間隔を置いて配置された、少なくとも１つの導入開口または注入点５１を通って金型キャビティ４７内に導入される。そのような少なくとも１つの導入点は、例えば、図６、図７および図８に示すような二重成形金型の２つの製品形成部品の間に設けることができる。塊は、それが前記少なくとも１つの可撓性シート要素１２の少なくとも一部の上および／または下および／またはそれに沿って通過して、少なくとも１つのブリッジ部１３を形成できるように導入される。各代替的実施形態において、閉鎖前または閉鎖中に塊が金型３０内に導入され、金型３０を閉鎖することによって塊が金型キャビティ４７を充填するように押し込まれる。そのような実施形態においては、例えば閉鎖中に金型３０に塊を供給した後、少なくとも１つの可撓性シート要素１２、すなわち少なくとも１つの可撓性シート要素１２を供給することができる。

ストリップ１２Ａおよび／または他の各可撓性シート要素１２を保持するための１つ以上のピン４２の代わりに、またはそれに加えて、例えば少なくとも１つの可撓性シート要素１２を定位置に固定するクランプなどの他の保持設備を設けることができ、これは例えば成形中にストリップ１２Ａの両端部を固定するクランプであって、それら両端部は離型してから解放、および／または離型中に切り離すことができる。保持手段はまた、可撓性シート要素１２を定位置に一時的に保持するための真空カップおよび／またはストリップを含み得る。同様に、ストリップを金型内に配置するための他の移送手段を設けることができる。例えば、ストリップをロールから直接金型内に引き込むことができる。各実施形態において、それぞれの可撓性シート要素１２を連続支持体上に設け、１つまたは複数の可撓性シート要素１２を、例えば金型３０内に移送してから、あるいは１つまたは複数の可撓性シート要素１２が成形中に連結される製品を離型してから、その連続支持体から取り外すことができる。

本発明は、例示のみを目的として本明細書に開示された各実施形態に決して限定されない。本明細書に開示されている特徴のすべての組み合わせを含む、本発明の多くの変形が、特許請求の範囲によって定義される発明に包含されている。

例えば、限定はしないがタピオカなどの、澱粉以外の他の材料を含む材料を用いることができる。各実施形態において、本開示による製品１は、本明細書に開示されているヒンジ構造によって一部またはすべてが連結された複数のヒンジ部分を有することができる。本開示による製品は、包装用とは異なる製品であり得る。製品の各部分は異なる材料で作製することができる。各実施形態において、ヒンジ構造の一部を構成する可撓性シート要素は、例えばその表面領域を形成するために、両方の製品形成部分などの１つ以上の部分内にさらに延在することができる。図示された各実施形態において、少なくとも１つの可撓性シート要素は、製品の外表面領域に示されている。しかしながら、そのような可撓性シート要素は製品の内表面領域に設けることもできる。各実施形態において、各ブリッジ部を可撓性シート要素の両側に設けることができる。

これらおよび他のそのような各実施形態もまた、主に特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内に含まれるものと見なされる。

Claims (19)

1. 天然ポリマーを含む塊を用いて製造される製品であって、前記製品は少なくとも、ヒンジ構造によって連結された第１の製品部分と第２の製品部分とを含み、
   前記ヒンジ構造は、少なくとも１つの可撓性シート要素と、前記天然ポリマーを含む塊でできた１つのブリッジ部とを含み、
   前記ヒンジ構造は、初めてのヒンジ連結前に、前記少なくとも１つのブリッジ部が、前記第１の製品部分と前記第２の製品部分の間に、前記可撓性シート要素に比べてより堅固な連結を形成するように設計され、ヒンジ連結によって、前記ブリッジ部が切断され、その結果、前記第１および前記第２の製品部分が実質的に前記少なくとも１つの可撓性シート要素のみによって連結される、製品。
2. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、前記塊によって少なくとも一方の表面上で少なくとも部分的に覆われて、前記ブリッジ部が形成される、請求項１に記載の製品。
3. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、長手方向を有する可撓性シート要素によって形成されるか、またはそれを含み、
   前記可撓性シート要素の少なくとも一方の面が前記ブリッジ部によって少なくとも部分的に覆われる、請求項１または２に記載の製品。
4. 少なくとも２つのシート要素が設けられ、
   前記ブリッジ部が前記シート要素間に少なくとも部分的に設けられ、および／または
   少なくとも２つのブリッジ部が設けられ、少なくとも１つのシート要素が前記ブリッジ部間に延在するように設けられる、請求項１または２に記載の製品。
5. 前記第１および前記第２の製品部分の各々がシェル形状であるか、またはシェル形状を含み、前記ヒンジ構造によってヒンジ連結可能に互いに連結され、その結果、前記第１の製品部分が前記第２の製品部分に対してヒンジ連結されて、前記シェル形状の各部分によって画定される空間を取り囲むことができ、
   前記第１の製品部分が前記第２の製品部分に対してヒンジ連結されたとき、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記空間に面する、請求項１から４の何れか１項に記載の製品。
6. 製品を製造する方法であって、少なくとも澱粉などの天然ポリマーを含む塊を金型内に導入し、前記金型内の前記塊を加熱し、その結果、前記塊が少なくとも前記天然ポリマーの架橋結合を含み、前記金型が、ブリッジ部によって連結された少なくとも２つの製品部分形成部分を含み、
   少なくとも１つの可撓性シート要素が、好ましくは前記塊を前記金型内に導入する前に、前記ブリッジ部の中および／または上に配置され、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記ブリッジ部のいずれかの側の前記各製品部分形成部分内に少なくとも部分的に延在し、前記金型に導入された前記塊に連結され、
   前記塊の前記金型内への導入中に、前記塊の少なくとも一部が前記ブリッジ部の上、前記少なくとも１つの可撓性シート要素の上および／またはそれに沿って流れ、形成される前記製品内に少なくとも１つのブリッジ部を形成し、前記各製品部分形成部分内に形成された前記各製品部分を連結し、
   好ましくは前記塊が前記可撓性シート要素の少なくとも一方の表面の少なくとも一部を覆う、方法。
7. 可撓性シート要素として、紙系の材料が用いられる、請求項６に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記ブリッジ部またはその付近に保持され、特に、前記ブリッジ部の中および／または上の少なくとも１つおよび好ましくは一連のピン上にピン留めされ、前記塊の前記金型内への導入中、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が定位置に保持される、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つのピンが、特に前記金型の各製品部分形成部分のうちの一方において、前記金型内の前記塊の導入点から間隔を置いて配置された前記ブリッジ部の側部またはその付近に位置する、請求項８に記載の方法。
10. 前記塊が、前記金型の閉鎖中および／または閉鎖後に閉鎖部材によって前記金型内に導入され、
    前記塊が好ましくは加圧下で前記金型内に注入される、請求項６から９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記ブリッジ部および前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、前記塊の前記金型内への導入中、前記塊が、前記金型の各製品部分形成部分のうちの一方から他方へ、前記少なくとも１つの可撓性シート要素を越えて流れることができるような寸法である、請求項６から１０の何れか１項に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、ロールなどの供給部から供給され、所定の長さのシート材料が前記ブリッジ部の中および／または上に配置され、好ましくは、前記金型の閉鎖前、閉鎖中および／または前記金型を閉鎖することによって、前記可撓性シート要素が所定の長さおよび／または形状に切り出される、請求項６から１１の何れか１項に記載の方法。
13. 前記金型の各製品部分形成部分の各々が、前記ブリッジ部に連結された第１の壁部を有するシェル部分を形成するように設計され、
    前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記ブリッジ部の中および／または上に配置されて長手方向を有し、
    前記少なくとも１つの可撓性シート要素の両側部が、関連する前記金型の各製品部分形成部分の各壁部上に折り曲げられて、それぞれその内部に形成された関連する製品部分の表面部を形成するように設計されている、請求項６から１２の何れか１項に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、前記塊の導入中、前記塊の層によって前記可撓性シート要素の少なくとも一方の面上で覆われる、請求項６から１３の何れか１項に記載の方法。
15. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記少なくとも２つの製品部分間にヒンジを形成し、その結果、前記少なくとも２つの製品部分を互いに対して折り曲げることができ、
    好ましくは、前記各製品部分が互いに対して折り曲げられたとき、前記塊が、少なくとも外向きまたは内向きである前記可撓性シート要素の表面を覆う、請求項１４に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つの可撓性シート要素を覆う前記少なくとも１つの層が、前記可撓性シート要素が、前記可撓性シート要素の長手方向に実質的に垂直な方向に折り曲げられたときに切断され、とくに破断するように設計されている、請求項１４または１５に記載の方法。
17. 少なくとも澱粉などの天然ポリマーを含む塊から製品を形成するための装置であって、前記装置は金型を含み、前記金型は、ブリッジ部によって連結された少なくとも２つの製品部分形成部分を含み、
    前記装置は、好ましくは前記塊を前記金型に導入する前に、少なくとも１つの可撓性シート要素を前記ブリッジ部の中および／または上に配置するためのシステムを備え、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が、前記ブリッジ部のいずれかの側の前記各製品部分形成部分内に少なくとも部分的に延在して、前記金型内に導入された前記塊に連結され、好ましくはその結果、前記塊が、前記可撓性シート要素の少なくとも一方の表面の少なくとも一部を覆って、前記各製品部分形成部分内に形成された前記各製品部分を連結する、装置。
18. 前記シートシステムが、可撓性シート材料を供給するための少なくとも１つのロールと、前記ロールによって前記金型に供給された可撓性シート要素を、特に前記ブリッジ部の中および／または上に移送するための少なくとも１つのシート移送ユニットとを備える、請求項１７に記載の装置。
19. 前記金型が、前記ブリッジ部の中および／または前記ブリッジ部に、少なくともリテーナ、特に少なくとも１つのピン、およびより好ましくは一連のピンを含み、前記少なくとも１つのピンおよび前記一連のピンが、前記少なくとも１つの可撓性シート要素が前記少なくとも１つのピン上、好ましくは前記一連のピン上にピン留め可能であるように設けられている、請求項１７または１８に記載の装置。