JP3703848B2 - 包装容器を較正する方法および装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、可撓性包装材料から製造され、かつ、柔軟な非圧縮性の内容物を収容する密封された包装容器を形状修復（ｒｅｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）または較正する方法に関する。本発明は、液体内容物が充填され、かつ、可撓性包装材料から製造される型式の密封された包装容器を形状修復または較正する装置にも関する。
背景技術
食品業界においては、可撓性の液密な包装材料から製造される一回使用の使い捨て型包装容器にジュースまたは牛乳を詰めることが一般的な慣行である。商標名Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商標）で販売されているほぼ平行六面体の包装容器が、本文で参照している欧州特許第９１７１２号明細書に詳細に記載され、したがって、各側が熱可塑性材料、通常の場合、ポリエチレンの比較的薄い層で被覆されたファイバ材料、たとえば、紙のキャリアまたはコア層を備える可撓性包装積層体から製造される。さらに、包装積層体は、特に影響を受け易い製品を詰めるときに、光または酸素ガスに対する保護を改善するために、金属またはその他のバリヤ材料のバリヤ層のような他の材料層も含んでもよい。
上述の先行技術の包装容器の製造に際し、好ましくはウエブ形状の包装積層体を個々の充填された容器に段階的に変形するパッキングまたは充填機械が用いられる。この変形プロセスを容易とするために、包装積層体に、ローラ間の包装積層体を協働する突条および凹部で押圧することにより形成される折り曲げ線または折目線のパターンが設けられ、これらの突条および凹部は、とりわけ、ファイバ層を軟化するために、このプロセスにおいて形成される弱化した直線領域に沿って折り曲げられる傾向を材料に与える。これにより、当初のほぼクッション形状の充填されかつ密封された包装容器を平行六面体の形状に変形することが容易となる。いわゆる、最終成形は、とりわけ、平坦状に押圧し、内方に折り曲げ、成形されたコーナーフラップ（折り返し）を包装容器の外側に密封することを含み、これにより、ほぼ平行六面体形状が形成される。主に経済的理由から、包装積層体に含まれる材料の量を最小化する試みが当該技術分野において行われたため、包装積層体自体は比較的薄く、この結果、折り曲げ線または折目線が設けられた積層体の部分とこれらが設けられていない部分との間での折り曲げ傾向の差は、比較的僅かである。したがって、包装積層体の包装容器への変形、とくに、いわゆる、最終成形作業の結果、包装容器は、必ずしも、所望の十分にはっきりとした縁および角部を形成せず、互いに所定の角度に配置された包装容器の異なる壁面間に、より丸まった遷移領域を形成する傾向を有している。さらに、より不明瞭な形状の結果、最終状態の包装容器は、消費者に、より顕著に降伏しかつ不安定なものと認められ、主に、容器から内容物を注ぐことと関連して、消費者がこの包装容器を取扱うのを妨げることがある。
本発明の方法および装置は、可撓性の包装材料を折り曲げかつ密封することにより製造される他の包装容器、たとえば、角柱形状の包装容器にも用いることができることは当然である。
したがって、十分に明瞭にされたまたは較正された形状と改善された剛性および安定性とを有する上述の型式の包装容器を実現することが当技術分野で一般的に必要とされている。この目的を実現するために、異なる材料形式および特性の層を組み込むことにより、包装積層体を変更しようとする試みがなされてきたが、しかし、これは、極めて一般的に、包装積層体がより高価になるという結果になっている。折り曲げおよび成形が容易となるように、材料のより確実な弱化を実現するために、異なる型式の折目線または弱化線を使用した試みも行われたが、明らかな改善は達成されていない。十分に明瞭にされたまたは較正された形状と改善された安定性とを有する包装容器を得るために、当該技術分野で示された一つの選択は、包装積層体、とくに、ファイバ層の厚さを増すことであり、これは、当然のこととしてコストの増加を招き、限定された範囲のみで実施されている。
発明の目的
したがって、本発明の一つの目的は、可撓性包装材料から製造されかつ好ましくは液体内容物を収容する包装容器を形状修復または較正し、上述の欠点を克服しかつかなり改善された剛性および安定性と一層はっきりした外形とを有する包装容器を実現可能とする方法を実現することである。
本発明の他の目的は、簡単で複雑でない工程により、高度の正確さをもってその所定の形状を形成するように包装容器を較正可能とする方法を実現することである。
本発明の更に他の目的は、包装容器に、鋭利かつ十分に明瞭な縁の折目および角部を形成し、これにより、包装容器の外形および安定性が改善される方法を実現することである。
解決策
上記およびその他の目的は、序文として記載した形式の方法が、包装容器の所望の最終形状に適合しまた包装容器を入れる空間が簡単に減少するように互いに接近する方向に移動する成形部を備えた成形装置によって、包装容器が囲まれるという特徴を与えられるという点で、本発明により達成される。
本発明の方法の好ましい実施の形態は、添付の従属請求項２から４に記された特徴を有している。
本発明の他の目的は、可撓性包装材料から製造されかつ液体内容物が充填される密封された包装容器を較正する装置を実現することである。さらに、本発明の装置は、簡単でかつ信頼性のある構造を有し、たとえば、Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商標）型式の包装容器製造用の既存のパッキング機械に一体化可能に設計されなければならない。
本発明の更に他の目的は、製造および操作が経済的で、同時に、製造された包装容器の信頼性を有する最終成形または較正を可能とする上述の形式の装置を実現することである。
上記およびその他の目的は、序文として記載した形式の装置が、開位置と閉位置との間を移動可能な可動成形部からなる成形装置を備え、成形部により形成されるキャビテイが、閉位置において、処理された包装容器の理論的最小容積の１００〜１１０パーセントに達する容積を有するという特徴を与えられることによって、本発明により達成される。
さらに、本発明の装置の好ましい実施の形態は、添付の従属請求項６から１１に記された特徴を有している。
本発明により考案された方法および装置は、包装容器に、かなりはっきりした形状と、増大した剛性および安定性とを与え、この結果、消費者にやさしい取扱い性を向上する、本来的に公知の包装容器の最終成形または較正に役立つ。本発明の較正手順と関連して行われる一時的な容積減少の結果として、包装容器は、成形装置の内側構造に適合しなければならず、この結果、とくに、容器の緑の線および角部に沿って、材料のファイバ層は、より明確に明瞭にされた折目が形成される。
添付図面の簡単な説明
次に、とくに、本発明の理解に必須な部分のみを示す添付概略図を参照して、以下において、本発明の方法および装置の双方の好ましい実施の形態について説明する。添付図中：
図１は、本発明を実施することができる、従来技術の包装容器の斜視図であり、図２Ａは、折り曲げ線または折目線が設けられた、本来的に公知の包装積層体の一部の拡大断面図であり、
図２Ｂは、折り曲げ後の図２Ａの包装積層体を示し、
図３は、本発明の装置の斜視図であり、
図４は、図３の装置の一部の拡大断面図であり、そして、
図５は、本発明の方法を適用した包装容器の折り曲げ部の拡大断面図である。
好ましい実施形態の説明
本発明の方法および装置は、明瞭に形成された‘鋭利な’緑の線（以下、エッジライン）および角部（以下、コーナー部）を有する一層明瞭にされた形態を包装容器に与え、これにより、より大きな剛性および安定性と改善された外形とを包装容器に与えるために、可撓性包装材料から製造されかつ柔軟な非圧縮性の内容物を収容する密封された包装容器を形状修復または較正するために用いられる。本発明の方法および装置は、構造および構成と製造方法とが本文に参照した欧州特許第９１７１２号明細書に開示されている平行六面体タイプ（Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商標））の先行技術の包装容器に適用して、以下に説明される。この方法および装置は、包装材料が、物理的影響を受けるように十分な可撓性を有し、かつ、包装容器の全体または一部に、柔軟な非圧縮性の内容物、たとえば、より大きな或いはより小さな割合の液体を含有する内容物が充填されるという唯一つの条件に沿えば、所定のいかなる種類の包装容器にも適用可能であることは当然である。
本発明の方法および装置を例示する目的のために選択された平行六面体の包装容器１は、ほぼ平坦な上部２と、同様に平坦な底部（図示されていない）と、互いに直角に配置されたほぼ平坦な４つのサイドパネル３とを備えている。包装容器１は、ウエブ形状の可撓性包装積層体を折り曲げ、切断し、そして、密封することにより形成され、成形工程中に余分な材料が発生し、この余分な材料は、本来的に公知の態様で、三角形のコーナーフラップ（折り返し）４に平坦状に配置される。包装容器の上端部に配置されたコーナーフラップ４の双方は、平坦状に押圧作業後、下方に折り曲げられ、包装容器１の２つのサイドパネル３に密封され、一方、その底端部に配置された包装容器の２つのコーナーフラップは、平坦状に配置され、図面に示されていない包装容器の底面に密封されるために、これらのフラップの一つのみが図１に示されている。
多くの同様な包装容器と同じく、包装容器１は、折り曲げおよび成形と容易とするために、包装材料の表面上に所望のパターンで配置された多数の折り曲げ線または折目線６を有する積層体包装材料５から製造される。折り曲げ線６は、材料が、個々の包装容器へと変形する前に、雄部および雌部のそれぞれの形態で所望の直線状パターンを形成する２つのローラ間を通過させられる本来的に公知の態様で実現される。包装容器５は、熱可塑性材料、好ましくはポリエチレンの比較的薄いプラスチック層８，９で各側が被覆されたファイバまたは紙材料の比較的厚い中央のキャリアまたはコア層７を含んでいる。２つのプラスチック層８，９は、包装積層体を個々の包装容器に変形するときに、包装材料の熱シーリングを可能とするために用いられるために、一方で液体に密な層として、他方でシール材料として作用する。
図２Ｂは、折り曲げ線６に沿って９０度折り曲げた後の図２Ａの従来技術の包装材料を示し、たとえば、図１に示した包装容器１の一つの垂直エッジライン１０の断面に対応する。包装材料５が、折り曲げ操作後、部分的には包装材料５のコア層７の構造に関連し、部分的には、包装容器に、所望の最終の平行六面体形状を与えるために現在用いられている比較的不明瞭な成形作業に密接に関連する、比較的広がった外形を有するエッジライン１０をどのように形成しているかが図２Ｂから明らかであろう。エッジライン１０の過度に不明瞭な形態は、包装容器の外観に消極的効果を有し、さらに、エッジライン１０を主として可撓性包装構造で剛性“ビーム”として用いる可能性を減少する。
本発明の方法が図１に示した包装容器に適用されるとき、図３に示した形式の成形装置１１が使用されるのが好ましい。この成形装置は、多数の互いに移動可能な成形部、すなわち、ほぼ矩形のプラットフォーム状上部および下部成形部１２ａ，１２ｂと、断面がほぼＵ字形状の２つの側部成形部１３ａ，１３ｂとを備えている。これらの成形部は、互いに移動可能であり、開位置から（図４の矢印で示した）閉位置に、そしてこの逆に移動可能である。２つの側部成形部１３ａ，１３ｂのＵ字形状を形成する内側形成面１４ａ，１４ｂは、断面が矩形状の空間を形成し、その大きさと形態が、以下でより詳細に説明されるように、包装容器１の断面形状に対応する。上部および下部成形部１２ａ，１２ｂは、以下でより詳細に説明されるように、矢印の方向に移動したときに、接近する方向に移動し、側部成形部１３ａ，１３ｂで形成された空間に適合し、したがって、この空間内に配置された包装容器１を圧縮する大きさである。成形装置１１の上部領域に、一方で成形装置１１内への包装容器１の出入りを容易とし、他方で成形装置１１により実施される較正（折り曲げスタンピング）と関連して、包装容器１の一部を案内するために、互いに移動可能、たとえば、摺動または枢動可能な多数の折り曲げまたは案内部材１５が設けられている。
図４は、成形装置１１に含まれた側部成形部１３のコーナー部の断面であり、その垂直コーナー部に沿って、好適な断面、たとえば、ほぼ円形の溝の形態の凹部１６をどのように形成しているかを示している。しかし、他の形状も考えられる。凹部は、１〜４ｍｍの幅を有し、その深さは、溝の幅の０．４〜１．２倍である。凹部１６の位置は、包装材料５に設けられた折り曲げ線６に対応し、この結果、成形装置１１は、主に、凹部１６を、処理中の包装容器１のエッジライン１０が配置されるその垂直コーナー部に沿って形成している。しかし、異なる幾何学形状の溝または面の形態の凹部１６は、望むならば、たとえば、把持領域として作用する包装容器の部分、または、凹部の助けで形成された打抜きパターンが所望の剛性部として、および／または包装容器上の印刷された絵模様に含まれる装飾パターンとして作用する包装容器のその他の部分の包装材料に配置された開口領域の回りの包装材料を表示または強化するために、成形装置１１の他の点に配置してもよい。
図５は、本発明に従って処理された包装容器１の垂直エッジライン１０の一部における包装材料５の断面を示している。この図面から、エッジライン１０が、本発明の方法により、一層はっきりとした、先行技術の包装容器（図２Ｂ）の場合より“鋭利な”コーナー部を形成する相当に明確な突出形状をどのようにして形成しているかが明らかであろう。図５の外形は、本発明に従って、包装容器が、本来的に公知の態様で製造後、たとえば、液体内容物が充填されかつ密封された後、本発明の成形装置１１内に配置されたときに達成される。より正確には、包装容器１は、ガイドレールの助けで挿入され、このガイドレール上に包装容器のコーナーフラップが配置される。包装容器の位置は、これにより、十分に限定され、成形部１３ａ，１３ｂの内側形成面１４ａ，１４ｂは、包装容器１のサイドパネル３に当接する。この位置において、上部および下部成形部１２ａ，１２ｂはそれぞれ作動され、包装容器１の上部２および底部のそれぞれに向かって矢印の方向に移動する。必要な場合、包装容器１の一部（たとえば、図面に示されていない底部に配置されたコーナーフラップ）は、上部および下部成形部１２ａ，１２ｂが、それぞれ、包装容器１の上部２および底部のそれぞれに当接すると同時に、折り曲げおよびガイド部材１５の助けで案内される。上部および下部成形部１２ａ，１２ｂは、成形部１２，１３で限定される容積が、包装容器１（内容物を含む包装材料）が、収容可能な理論的最小容積の１００〜１１０パーセント（下方の割合は液体が完全に充填されていない、すなわち、所定量の圧縮可能なガスを収容する包装容器の場合である）に減少されるまで、互いに接近する方向に移動する。包装容器の自由空間が減少したときに、包装材料５は、コア層７と２つの外側プラスチック層８，９との変形により、成形装置１１に配置された凹部ないし溝１６内に付勢され、この結果、折り曲げ線または折目線９が、スタンプ（型打ち）され、これにより強化され、図５に示す十分に明瞭な外形が得られる。包装容器を短時間（典型的には約１秒のオーダー）の間、圧縮後、較正された包装容器１を成形装置から除去するために、成形装置１１の成形部がもう一度開かれる。成形装置１１を本来的に公知のパッキングおよび充填機械の一部として配置することにより、包装容器の上述の処理は、機械の速度または生産量の減少を必要とせずに、固有の製造サイクルの一部として行うことができる。
本発明の方法および装置の双方は、必要ならば、さらに、作用を最適化するために変更可能である。図示した平行六面体形状より複雑な形状の包装容器１の較正の場合に、または、包装容器が、比較的高い摩擦係数の外面を有する場合に、成形作業を容易とするために、成形装置１１の内側形成面１４に、低摩擦材料、たとえば、テトラフルオロエチレンを配置することが好適な場合がある。さらに、包装材料と成形装置１１との間での動きを容易とし、包装材料５が、凹部１６の外形に沿って可能な最大限度まで成形されるのを確保するために、圧縮作業中に成形装置１１を振動させることも可能であり、これは、成形装置１１を本来的に公知の振動装置に接続して行なってもよい。成形装置１１の個々の成形部１２，１３の一体的な閉鎖は、振動で行なうことが可能であろう。成形装置１１の異なる部分を案内し移動する装置は、本来的に公知の型式のものであってもよく、これとの関連ではさらに詳細に説明しない。たとえば、図１に示した包装容器を製造する型式のパッキングおよび充填機械において、所望の十分に限定された動きを得るために、カム面とバーが使用されることが多いが、同様な技術は、異なる成形部１２，１３の動きの所望のパターンを得るためにも用いることができる。たとえば、油圧または空圧手段のような他の技術に用いて同様な結果を得ることができることは当然である。２つの折り曲げまたは案内部材１５が、概略的であるが示され、その構造は、異なる型式の包装容器の較正において発生する必要性に適合可能である。包装容器が、容易に折り曲げられない部分、たとえば、シーリングフィン、コーナーフラップ等を含む場合に、折り曲げおよび案内部材１５は、成形装置１１の異なる成形部１２，１３の閉鎖と関連して、または、この閉鎖の前に、回転動または直線動を行い、最終圧縮が成形装置１１の助けで行なわれる前に、所望の最終位置に向かう方向に包装材料を付勢するように設計してもよい。コーナーフラップまたはシーリングフィンの熱シーリングが較正作業と関連して実施されるべき場合において、包装材料５の外側熱可撓性層８，９を、密封作業を実施すべき範囲内の軟化温度に加熱するために、高温空気ノズル（図示せず）またはその他の熱発生装置も、圧縮作業前に用いられる。しかし、この技術も、当該技術分野で周知であり、当業者に自由に利用可能な選択を形成する。
本発明の方法および装置を実現することにより、可撓性包装材料から製造される包装容器に、所定の逃げ効果により、直線状の剛性輪郭線を有する十分に明瞭な構造を与える逆処理を施す機会が形成され、この逃げ効果は、包装容器に、より整然とした外形を与えるだけでなく、包装容器の剛性および消費者の取扱い特性を大幅に改善することも分かった。
本発明は、添付請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、更に変更可能である。

Claims (9)

1. 包装容器の所望の最終形状に適合し、包装容器（１）を入れる空間が簡単に減少するように互いに接近する方向に移動する成形部（１２，１３）を含む成形装置（１１）で包装容器（１）を囲むことにより、可撓性包装材料（５）から製造されて柔軟な非圧縮性の内容物を収容する密封された包装容器（１）を形状修復または較正する方法であって、包装材料（５）の一部は、包装容器（１）を入れる空間が減少したときに、該包装材料（５）に存在する折り曲げ線（６）に対応した前記成形装置（１１）の溝または凹部（１６）内に押し込まれることを特徴とする方法。
2. 包装容器を入れる空間の容積は、包装容器の理論的最小容積の１００〜１１０パーセントに減少することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 成形部（１２，１３）は、包装容器の周部と関連して振動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 液体内容物が充填されかつ可撓性包装材料（５）から製造される型式の密封された包装容器（１）を形状修復または較正し、開位置と閉位置との間を移動可能な可動成形部（１２，１３）を有する成形装置（１１）を含む装置であって、成形部（１２，１３）により形成される成形キャビテイの形成面（１４）は、包装材料（５）に存在する折り曲げ線（６）に対応した、包装材料（５）の一部を押し込むための溝または凹部（１６）を有することを特徴とする装置。
5. 凹部（１６）は、１〜４ｍｍの幅の溝から成ることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 溝の深さは、溝の幅の０．４〜１．２倍に達することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 成形装置（１１）は、包装材料（５）の折り曲げまたは案内部材（１５）を含むことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の装置。
8. 折り曲げまたは案内部材（１５）は、成形装置（１１）に対して可動に配置されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 成形部（１２，１３）により形成される成形キャビテイは、処理された包装容器（１）の理論的最小容積の１００〜１１０パーセントに達する容積を有することを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の装置。

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