JP2926650B2 - 包装容器を製造する方法及び装置 - Google Patents

包装容器を製造する方法及び装置

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JP2926650B2 JP7309324A JP30932495A JP2926650B2 JP 2926650 B2 JP2926650 B2 JP 2926650B2 JP 7309324 A JP7309324 A JP 7309324A JP 30932495 A JP30932495 A JP 30932495A JP 2926650 B2 JP2926650 B2 JP 2926650B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、包装容器及びそれ
を製造する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】改質雰囲気包装(MAP) または調節雰囲気
包装(CAP) は、食品の老化を防止または遅らせて新鮮な
食品の陳列寿命を延ばすことができるように設計された
包装システムを表す言葉である。これらの包装システム
の中心になるものは、酸化、呼吸及び成熟の自然過程を
遅らせることができるように組成された気体環境で食品
を包囲するという原理である。そのような環境の代表的
な構成要素は、酸素、窒素、二酸化炭素、エチレン及び
水蒸気である。この気体環境は、封入容積内に維持すべ
きこれらの気体及び／またはそれから排除すべき気体に
対して所定の透過性を備えた隔壁材からなる包装容器に
よって食品の周囲に封入される。
【０００３】MAP 及びCAP 用の従来の包装容器は完全に
プラスチック製であり、20〜50ミル厚さで一般的に積層
構造になっている熱成形されたトレーをプラスチックフ
ィルムからなるヒートシール蓋で覆ったものが一般的で
ある。隔壁及び構造特性の両方ともポリマー材によって
与えられている。包装模様は、紙ラベルや別個の板紙を
独立的に付着させて施される。
【０００４】そのような包装容器で気体隔壁が必要とさ
れる場合、３〜５ミルの板厚の（前熱成形された）ポリ
マーで十分であり、従来のプラスチック包装容器の厚さ
の残りの部分は構造的機能のためのものである。しか
し、同じ構造的機能は、プラスチックよりもはるかに低
価格であるだけでなく生物学的分解が可能でもある７〜
35ミル厚さの板紙で十分に達成される。さらに、内容識
別及び販売促進用の模様も、容器ブランクを切り取って
成形する前に、板紙に付けることができる。
【０００５】他方では、板紙は堅く、容器、トレー及び
その他の入れ物の湾曲した表面を成形するために必要な
伸縮性が少ないほぼ平坦な素材である。需要が少ない包
装システムであるが、折り曲げたラップジョイントを接
着剤で固定してそのような入れ物が形成されている。し
かし、そのようなジョイントは離れてしまうことが多
く、流体が漏れ易い。
【０００６】予め組み立てた板紙容器の内側に連続状の
ポリマーフィルムを真空で延伸させることによってMAP
及びCAP システムを形成する試みも行われていることが
わかっているが、そのようなシステムでの成功には限界
があった。真空分散が不均一であるため、容器内部のコ
ーナー部分までフィルムを十分に接触させることができ
ない。また、真空で形成された隔壁には、ピンホールが
できたり、隔壁の付着性が悪いという不都合がある。
【０００７】板紙容器を熱成形ポリスチレンまたはポリ
塩化ビニルフィルムで裏打ちしたものの製造市販が相当
に成功している。しかし、これらのポリマーはマイクロ
波オーブン環境では厳しい制限を受ける。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ほと
んどの食品と一緒にマイクロ波処理できる形状に折り曲
げた板紙容器の内部に、薄いが十分に気体の隔壁とな
る、例えばポリプロピレンを主成分とした素材などの熱
成形ポリマーフィルムを付着させる方法及び装置を提供
することである。
【０００９】本発明の別の目的は、食品処理販売産業に
対して、現在入手できるほとんどの中実型ポリマー容器
システムよりも相当に低価格で高品質のMAP ／CAP シス
テムを提供することである。本発明のさらなる目的は、
食品処理販売産業に対して、成形及び充填前に高品質の
図形模様を印刷できる気密性の高い包装容器を提供する
ことである。本発明のさらなる目的は、食品処理販売産
業に対して、マイクロ波処理ができる板紙製無菌包装ユ
ニットを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的及
び以下の説明から明らかとなるその他の目的は、割型の
両方の半割型の壁に予備成形された板紙容器ブランクを
取り付けたものの中へポリマーパリソンをブロー成形す
ることによって達成される。冷却後、一体化している１
対の積層容器を開放した型から取り出して、切り落とし
によって分離する。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら本発明
の実施例を説明するが、幾つかの図面に渡って同一また
は同様部分に同一番号が付けられている。図１に示され
ている本発明の代表例は、フランジ付きのトレー10であ
る。以下の説明から明らかになるように、立方体、円筒
形、円錐形、切頭形、及びおけ形などの様々な形状の容
器を本発明の原理に基づいて製造できる。これらの様々
な他の形状は当業者には明白であるので、変更例として
ここに個別に説明することはしない。
【００１２】トレー10の基材は、厚さＰが0.007 〜0.03
5 インチ（0.18〜0.89mm）の板紙ｐである。一般的に、
板紙材は、図２に示されているような所定のポリマーの
押し出しカーテン被膜ｔで前処理される。この前処理ポ
リマーは、以下に詳細に説明する後続の付着フィルムｆ
に対する化学的及び接着的受容性に基づいて選択され
る。例えば、フィルムｆがポリプロピレンである場合、
接着層ｔはポリプロピレン、またはポリプロピレンに接
着し易いその他のポリマーまたは被膜にすることが妥当
である。対照的な例として、高密度ポリエチレン(S.G.
0.94)のブロー成形フィルムｆは、通常は板紙との接着
性が弱い。しかし、低密度ポリエチレン(S.G.0.923) の
押し出しフィルムは、高密度ポリエチレン及び板紙の両
方に対して接着性が良好である。従って、最終的に付着
させるフィルムｆが高密度ポリエチレンの場合、低密度
ポリエチレンなどの中間受容フィルムｔを付着させる必
要がある。一般的に、接着層の厚さＴは0.0005〜0.0010
インチ（0.013 〜0.025 mm）で十分である。
【００１３】板紙ｐの接着層前処理は、最終的に付着さ
れるフィルムｆの組成によっては必ずしも絶対に必要な
段階というわけではない。必要であると思われる場合、
接着層ｔは従来より連続状に押し出されるカーテンｃ
を、その下を移動するように繰り出されて大きいリール
に巻取られる不定長さの板紙ウェブに付着させている。
あるいは、接着膜の種類によっては、印刷プレスで付着
させることもできる。印刷プレスで付着させた接着膜は
0.001 インチ（0.025 mm）の薄さにすることができる。
【００１４】トレー完成品に図形模様を付ける場合、前
処理した巻き上げ板紙を印刷プレスで処理し、これによ
って同時に図形模様と一緒に位置合わせマークも付け
る。
【００１５】図形模様と位置合わせマークとを付けたウ
ェブから、例えば回転ダイスによって図３に示されてい
る板紙ブランク11を切り取る。各ブランク11の表面に
は、予め折り曲げ成形し易くするための折り目線、すな
わちミシン目線が付けられる。ミシン目線12がトレー底
部20とトレー側部21との間の区画線になっている。ミシ
ン目線13がトレー底部20とトレー端部22との間の区画線
になっている。同様に、ミシン目線14がトレー側部21と
側部フランジ23との間の区画線に、ミシン目線15がトレ
ー端部22と端部フランジ24との間の区画線になってい
る。トレー側部パネル21の各端部には、組み立てたトレ
ー（図４）の各コーナー部分に沿って円錐形に折り曲げ
て接着剤または熱溶着によって対応の端部パネル22に接
着できるように設計されているコーナータブ25が設けら
れている。
【００１６】切り取って組み立てた後、最終フィルム層
ｆが以下に説明するようにしてブランク11の内表面に押
し出しブロー成形される。最終フィルムｆの厚さＦは、
平均的に板紙ｐの厚さＰの約半分に過ぎないが、フィル
ムｆは底部のコーナーからフランジの外縁部まで連続し
ている。しかし、フィルム厚さＦは、個々のトレーや容
器形状に応じて特定の位置で大幅に変えることもでき
る。
【００１７】図６〜図１０は、半割型31及び32を備えた
対称的分割型30によるブロー成形工程の各段階を順次示
している。これらの半割型は機械的に連結されて、図
６、図７及び図１０に示されている開放位置から図８及
び図９に示されている閉鎖位置まで往復動できるように
なっている。ブロー型の特徴として、完成品の半分の外
表面の寸法及び形状に合わせた対称的なキャビティ33
が、各半割型内に設けられている。半割型の一端部で
は、製品キャビティが膨張バルブを封入できる形状のプ
レナム部34に開いている。半割型31には、中空の膨張針
35も設けられている。
【００１８】本発明の特徴として、両方の半割型31及び
32に真空導管36が設けられ、オリフィス37がキャビティ
33に開いている。この真空導管装置36が、フィルムｆを
付着させる前に組立てトレーブランク11の位置を各成形
キャビティ内で固定する。これらのトレーブランクは、
型30が図６に示すように開いている間に各々のキャビテ
ィ内にセットされる。
【００１９】また、型が開いている間に、当業者間では
パリソン40と呼ばれている細長い管状のフィルム材が、
図７に示すように、開放している半割型の間に押し出さ
れる。
【００２０】トレーブランク11及びパリソン40を所定配
置してから、図８に示すように、半割型が閉じられて、
パリソン40の上側押し出しヘッド（図示せず）が溶着接
合部42に沿って密封される。パリソンの下側すなわち先
端部は、前の成形サイクルにおける同密封作業によって
接合部43に沿って密封されたものであり、これら２つの
接合部分42及び43は、前サイクルの最後にパリソン切断
線44に沿って切断することによって分割される。
【００２１】半割型31及び32を閉鎖することにより、膨
張針35が押されて膨張バルブ41のパリソンフィルム壁を
貫通する。この状態で、５〜90p.s.i.（0.35〜6.3 kg／
cm2）程度の圧縮空気またはその他の気体が膨張針を介
して膨張バルブ41内へ、従ってパリソン40の閉鎖内部へ
送り込まれる。パリソン40内のそのような圧力によっ
て、高温で可鍛性のあるポリマー管が膨張して、図９に
示されているように、成形キャビティ壁及びトレーブラ
ンク11の内表面に緊密状に押し付けられる。
【００２２】短時間の冷却後、２つの半割型31及び32を
図１０に示されているように分離させると、２つのトレ
ーブランク11は膨張したパリソン40に固着して、１つの
ユニット50になっている。次に、ヒートシール部分42及
び43間の切断線44でこのユニット50を押し出しパリソン
連続体から切り離す。
【００２３】工程のこの時点でのユニット50は、２つの
トレー半製品10が膨張バルブ41を含むフィルムｆの連続
非積層帯で結合したものである。
【００２４】パリソンの切断後、切り離されたユニット
50を切断ダイス60のアンビル部材61に載置する。図11に
示すように、ストライカ部材62を上側トレー10a のフラ
ンジ部分23a/24a の下側に当接させてから、下側トレー
10b のフランジ部分23b/24bの上面に押し付ける。ダイ
ス60でこの状態を保持しながら、帯45になっていた余分
なポリマー材を幾つかの方法のいずれかで切り落とす。
２つの方法が図１２及び図１３にそれぞれ示されてい
る。図１２は、フィルム帯45をフランジ23a/24a及び23b
/24b の周縁部に沿って切断する１つのナイフ63を示し
ている。
【００２５】図１３は、二重ナイフ配置を示しており、
内側ナイフ刃64がフィルム帯45と共にフランジ23／24を
少し切断する。同時に、外側ナイフ65がフランジ23／24
の周縁部の外側でフィルム帯45を切断する。
【００２６】いずれの切り落とし方法によっても、２つ
のトレー10a 及び10b をきれいに切断することができ
る。経済的理由から、帯45の切り落としポリマーを再利
用することが望ましい。板紙はそのような再利用ポリマ
ーの汚染物となる。図１３の二重ナイフ式の切り落とし
方法によれば、フランジ23／24の最終サイズの寸法的変
動が大きい場合でも、再利用の際の純度を高くすること
ができる。
【００２７】図１４は、帯45の切り落とし段階での第３
変更例を示しており、ここではユニット50の３つのフラ
ンジ部分23／24だけが切り落とされて、１つのフランジ
部分はカバー10a のヒンジとして残されている。この状
態において、トレー10a 及び10b は元のポリマーフィル
ム帯によって連結したままになっているので、例えば温
かい食品の供与に適した蓋付きで蓋をし直すことができ
る包装容器を提供することができる。同様に、図１５は
切り落としナイフ66と組み合わせた電気加熱部材67を示
しており、部分68に沿ってフィルムを溶着すると同時
に、その溶着部分より外側の余分なポリマーを切り落と
すことにより、蓋ヒンジの位置を設定し直すことができ
る。
【００２８】これらのトレーの使用目的が無菌包装であ
る場合、パリソンを生物学的に殺菌した気体で膨張さ
せ、膨張バルブ41の針穴は離型時に閉鎖する。このよう
に内部を殺菌した気密状のユニット50は、充填時までこ
の状態で搬送、保管される。切り落とし、充填及び密封
段階は殺菌環境で実施される。
【００２９】以上に、本発明の基本的な製品及びそれを
製造する方法を記載してきた。この製品を上記方法で大
量生産するためには、従来技術ではそれぞれ独立的に実
施されていた幾つかの装置及び技術実践を系統的に一体
化する必要がある。図１６の立面配置図は、同時押し出
しパリソンヘッド110 を備えた回転ブロー成形機100を
示している。同時押し出しヘッド110 には、個々の樹脂
流れ管112 で連結されている複数の一体化樹脂押し出し
機111 から供給される。供給ホッパ113 が押し出し機11
1 の各々の区画室へ固体状の樹脂ビードを供給する。
【００３０】予め組み立てたトレーブランク11を供給マ
ガジンに載せて搬送機構121 へ送ると、それは、向き合
わせて対にしたトレーブランク11を各割型ユニット30の
開放している半割型31及び32内へ挿入する。これらのト
レーブランクは、前述したように真空装置36によって成
形キャビティ内の所定位置に保持され、型ホィールが回
転前進してパリソン40の位置に達した時点で、半割型が
閉鎖して、パリソンが膨張する。
【００３１】適当な冷却時間後、回転離型部で型ユニッ
ト30が開かれ、一体化したパリソン及びトレーブランク
ユニット50が第２搬送機構130 に受け取られる。搬送機
構130 の受取端部に配置された切り落としユニット140
には、図１１、図１２及び図１３を参照しながら説明し
た切断ダイスユニット60が設けられている。目的の製品
が単体のトレーユニット10である場合、切り落としユニ
ット140に反転機構（図示せず）も設けて、向き合って
一体化しているユニット50の各々の２つの分離したトレ
ーを並べることができるようにしてもよい。このように
並べられた完成トレー10は第３搬送機構150 へ送られ
て、積み重ねホッパに受け取られる。
【００３２】押し出しフィルムｆは均質のポリマー材と
して説明してきたが、本発明がそれに限定されないこと
を理解されたい。溶融ポリマー押し出し技術では、単一
のパリソン流内に異なったポリマーからなる複数の層を
押し出すことができる。従って、フィルムｆ複合体は、
特定の気体または複合気体に対して最大の隔壁となり得
る特性に基づいて各々選択された幾つかの異なった複合
層を含む構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製品の斜視図である。
【図２】本発明の付加的な前処理段階を示す概略図であ
る。
【図３】切り取られた板紙トレーブランクの斜視図であ
る。
【図４】折り曲げられた板紙トレーブランクの斜視図で
ある。
【図５】図１のＶ−Ｖ線拡大部分断面詳細図である。
【図６】本発明による開放位置にあるブロー成形割型ユ
ニットの断面図である。
【図７】１対のトレーブランク及び押し出されたパリソ
ンをはめ付けた本発明による開放位置にあるブロー成形
割型ユニットの断面図である。
【図８】パリソンを膨張させる前で閉鎖位置にある本発
明のブロー成形ユニットの断面図である。
【図９】パリソンを膨張した後で閉鎖位置にある本発明
のブロー成形ユニットの断面図である。
【図１０】パリソンを膨張した後で開放位置にある本発
明のブロー成形ユニットの断面図である。
【図１１】切り落としダイスに入れた本発明のブロー成
形品の断面図である。
【図１２】単一ナイフ型の切り落としダイスの詳細断面
図である。
【図１３】二重ナイフ型の切り落としダイスの詳細断面
図である。
【図１４】本発明のヒンジ式カバーの実施例の斜視図で
ある。
【図１５】ヒンジ付き製品の溶着及び切り落としダイス
の詳細断面図である。
【図１６】本発明のための一体型製造ユニットの立面図
である。
【図１７】本発明のための一体型製造ユニットの拡大詳
細立面図である。
【図１８】本発明のための一体型製造ユニットの拡大詳
細立面図である。
【図１９】本発明の回転ブロー成形ユニットの拡大平面
図である。
【符号の説明】
11…トレーブランク 31,32 …半割型 33…キャビティ 45…フィルム帯 50…ユニット 100 …ブロー成形機構 120,130 …搬送機構 140 …切り落としユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B65D 1/00 - 25/56 B31B 1/00 - 49/04 B29C 49/00 - 49/80

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブロー成形された複合材料より成る流体
    不透性容器であって、内側を容器表面として容器の形に
    折り曲げてブロー成形用の相対する半割型に互いに対向
    しかつ離間して装着された0.18〜0.89mmの厚さの板紙製
    外側基材がその全容器内側表面に実質的にブロー成形さ
    れたポリマーの連続的な流体不透被膜を一体状に接着さ
    れており、かつこのポリマーの被膜が前記板紙基材のほ
    ぼ半分の平均的厚さを有し、前記１対の板紙製外側基材
    の成形ユニットが切断される前は前記１対の板紙製外側
    基材の一方の容器内側表面から両板紙製外側基材が離間
    している部分を経て他方の容器内側表面まで連続してい
    ることを特徴とする包装容器。
  2. 【請求項２】 前記板紙基材が前記成形以前に、その内
    側となる表面に0.0025〜0.025mm 厚の接着層を完全に塗
    布されており、前記ブロー成形ポリマーの流体不透被膜
    がこの接着層により板紙基材全内側表面に一体状に接着
    されている請求項１に記載の包装容器。
  3. 【請求項３】 皿形に形成された少なくとも２つの前記
    板紙製外側基材が対面して容器状をなしかつその全対面
    がそれぞれ前記ブロー成形ポリマーの流体不透被膜を接
    着され、容器の一辺に該ポリマー被膜により形成された
    ヒンジ部分を有する請求項１または２に記載の包装容
    器。
  4. 【請求項４】 複合材料より成る流体不透性包装容器の
    製造方法であって、 （ｉ）外表面に文字、模様等を印加された厚さが0.18〜
    0.89mmの容器用板紙基材を連続供給ライン上において、
    前記外表面とは反対側の容器内面で食品等を収容する形
    状を形成するために板紙基材に切れ目を入れる段階と、 (ii) ブロー成形用の相対する半割型の各キャビティ壁
    面に対して前記板紙基材をそれらが互いに離間して対称
    的に対向する関係にはめ込んでそれぞれ皿形容器状に成
    形し、基材内表面をキャビティに開口させる段階と、 (iii) 適数のポリマー層を有するブロー成型用パリソン
    を前記ブロー成形用の開いた状態の１対の半割型の間に
    押出し、両側の板紙基材の全内表面に対向させる段階
    と、 (iv) 前記ブロ−成形用の前記１対の半割型を前記パリ
    ソンを囲むように閉じる段階と、 (v) パリソンを気体送入によって膨らませ、パリソンの
    ポリマー層を前記１対の半割型内側の各皿形容器状板紙
    基材の全内表面に連続的に密着させて流体不透性被膜を
    形成する段階と、 (vi) 前記ブロー成形用の１対の半割型を開いて、その
    内部から内面に流体不透性被膜を有する板紙より成る容
    器を取り出す段階とより成ることを特徴とする包装容器
    の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記パリソンが複数の異種樹脂フィルム
    を積層されて多層ポリマーパリソンをなしている請求項
    ４に記載の包装容器の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記半割型の各キャビティ壁面にそれぞ
    れ板紙基材が真空によって吸引保持される請求項４に記
    載の包装容器の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記容器用板紙基材は皿形容器状に形成
    されたとき、その周縁に外方へ突出したフランジ部を含
    んでいる請求項４に記載の包装容器の製造方法。
  8. 【請求項８】 水平軸を中心に回転する１対の枠体の周
    囲に互いに向き合って開閉する割型ユニットを複数組備
    えた回転ブロー成形機と、板紙基材より成る１対の容器
    ブランクを前記割型ユニットの各半割型に互いに対向し
    かつ離間して搬送装着する第１搬送機と、各対の容器ブ
    ランクの対向キャビティ間にパリソンを押し出すパリソ
    ンヘッドと、ブロー成形機から全内表面にパリソンによ
    るポリマー被膜を接着され該ポリマー被膜により一体化
    した１対の容器ブランクを有する各対成形容器を搬出す
    る第２搬送機と、各対の成形容器のフランジを所定位置
    で切断する切り落とし機とより成り、第１の搬送機は回
    転ブロー成形機の上部に接線状に対設されて、開いた割
    型ユニットの間に前記容器ブランクを次々と放出し、前
    記パリソンヘッドはこのブロー成形機の回転枠体が円筒
    のほぼ１／４回動した側方位置に対して各パリソンを鉛
    直接線状に押し出し、前記割型ユニット内の容器ブラン
    クの間で膨張させるよう構成され、ブロー成形機の前記
    割型ユニットはその直後に１対の容器ブランクとその間
    のパリソンポリマー被膜を挟んで閉じるよう設定され、
    さらに回転枠体の周期的回動に伴い容器を挟んだ割型ユ
    ニットが回転の最下位置において開かれ、その開放位置
    の直下まで前記第２搬送機が延出されており、この第２
    搬送機から各対の被膜付き容器を受けた前記切り落とし
    機は、各対成形容器のフランジ部周縁に対して少なくと
    もアンビルとナイフとを備えている包装容器の製造装
    置。
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