JP3713279B2 - 衛生的保護がされた食料品用缶又は一群の缶及びそれらのための方法並びに装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は食品用及び飲料用の缶の衛生上の保護に関し、詳細には、缶に直接口を付けそこを通じて飲料を消費するプルタブ式の開口部を上端に有する飲料缶に関する。
背景技術
広く普及している缶内飲料消費方法は、ユーザーの健康の安全保障に普遍的な問題を生じさせた。この観点から見ると、充填後、缶は塵埃およびその他のいっそう危険な汚染から事実上保護される可能性のない状態で輸送及び貯蔵され、液体がコップに注がれようが、またはもっと厳しい状況では、ユーザーが直接缶から飲もうが、液体の消費を非衛生的な状態にしている。
缶開けタブが引き外されないで、缶内に押し曲げられて内容物と直接接触する缶の出現により、この状況はさらに深刻になった。
米国特許明細書第５０８８２６９号には、熱成形可能なプラスチック材料のフィルムを多数の缶の頂部に適用する方法及び装置が開示されている。
缶の頂部に貼られるフィルムの一部は加熱することにより軟化される。この軟化は、缶の頂部に整列するが缶の頂部より小さい領域に制限される。
軟化領域を囲むフィルムの非軟化領域が缶の頂部及び缶の頂部の下にあるスナップに向けて押圧され、缶の上面、即ち、蓋とは合致しないが、そこから離れリムで止まるように引き延ばされたカバーが得られる。
フィルムの蓋から離れた領域は、缶が輸送され貯蔵されている間に破損の危険にさらされ、フィルムの下のシールされた空間内に含まれた空気が液化されやすくなり、非衛生的なカビが増加する。
米国特許明細書第５００８２６９号は、汚染回避の要求を完全には満たしていない。
従って、開口タブを含む缶の上端部を粉塵や他の汚染物から保護する必要がある。
本発明の目的は、実質的に缶の価格に影響を与えることなく、前記した要求を合理的に満たすことにある。
本発明の別の目的は、単一の支持シートにより少なくとも二つの缶を一緒に保持したパックを提供し、同時にそれらの蓋を汚染物から保護する包装手段を提供することにある。
発明の開示
本発明は、上部を「密閉して」覆う食品品質プラスチックの蓋を、基本的には缶上部を成形ダイスとして用いて、缶上部に直接形成する解決策に基づく。本発明の方法は、熱成形可能なプラスチック材料のフィルムを加熱して缶上面におき、次いでこの面とフィルムとの間の空気を抜いて前記上面に密着させることを含む。最後に、缶上部に密着したフィルム部分を残りのフィルムから切り離す。上述した処理の間に、フィルムはフィルムが熱成形可能な条件を満足出来るのに適した温度に加熱され、その後、冷却を伴う硬化により、覆うべき面に馴染んで密着して、その形状を保つ。
缶上面に整合しそれを覆うフィルム部分から形成された蓋が得られる。
消費者が容易に迅速に外せるこの蓋は、缶開口部を含む領域及び缶の上部全体並びに唇の触れる上縁を覆って、塵埃及びその他任意の汚染を効果的に且つ密閉して保護するので、これを積極的に衛生的な状態に保つ。
さらに、缶を開けた後、同じ蓋を缶を閉じるのに用いることにより、異物の接触による偶発的汚染を防止することが出来る。
前記蓋形成手順は極めて迅速なので、それを挿入した缶詰ラインの生産速度を落とさない。
さらにこの処理の実行に必要な装置は比較的極めて簡単で低価格である。
本発明の利点および構造的機能的特性は、添付図面に非限定的な例を用いて図示された二つの実施例の以下に記載する詳細な説明から明らかになるであろう。
図１は、本発明の装置の縦方向垂直面を貫通して取った断面図である。
図２から図５は、図１の拡大詳細を、本発明の方法の一連の処理にしたがって示している。
図２Ａは図２のＩＩ−ＩＩ面上の断面図である。
図６は、図３の拡大詳細図である。
図６Ａは、図６をさらに拡大した詳細図である。
図７は、図４の拡大詳細図である。
図７Ａは、図７をさらに拡大した詳細図である。
図８は、蓋を被せた缶の上部を通る断面図である。
図９は、本発明による装置の別の実施例の部分断面構成側面図である。
図１０は、連続する作業位置において示した、図９の拡大詳細図である。
図１１は、図１０の次の作業位置における図１０の詳細図を示す。
図１２は、図１１の次の作業位置における図１０の詳細図を示す。
図１３は、図１２の次の作業位置における図１０の詳細図を示す。
図１４は、図１３の次の作業位置における図１０の詳細図を示す。
図１５は、図１４と同様であるが、異なる型のブレードを用いている。
図１６は、先行作業から得られた二缶の包装を通じる断面図である。
図１７は、図９に示す缶収容トレーを示す上から見た図である。
図１８から図２０は、本発明の装置から得られたそれぞれ、２缶、３缶、４缶の包装を示す上から見た図である。
個々の缶に蓋を被せるための装置および方法を、図１から図８を参照して以下に記述する。
図中に符号１０で示した缶は、公知の型のものである。詳述すると、これは実質的に缶の平坦上端１２から形成された上部１１、円錐台型首部１３及び上端１２を首部１３に結合する円形リム１４を含む（明確には図８を参照）。
図示した装置は、それぞれが少しの余裕を持って関連する缶１０の上部１１を受け入れられる複数の貫通孔２２を有する裏打ちプレート２１を含む。
詳述すると、各開口部２２は、プレート２１におけるシート２３ａ内に置かれたリング２３により確定され、プレートの統合部分を形成し、「アダプタ」として作用する、つまり異なる缶首に対して変更される（図６、図６Ａ、図７、図７Ａを参照）。
プレート２１は、各々がそれぞれの開口部２２と正確に同軸に置かれ、その缶の上部１１の下の部分を少しの余裕を持って収容する配置となっている複数の円形貫通開口部２６を有する下部支持プレート２５により保持される。
各開口部２６は、プレート２５におけるシート２７ａ内におかれたスリーブ２７により確定され、プレートの統合部分を形成しており、「アダプタ」として作用する。つまり異なる缶首に対して変更される。本発明の装置が各サイクルの間に作用する複数の缶１０は、缶１０の下部に事実上正確に整合して収容する相手方の複数のシート１６を備えたローダートレー１５により保持される。シート１６は、開口部２２と同軸になるよう、互いに幾何学的に配置されている。ローダー１５は、開口部に対応する複数の缶１０を、缶上部１１がプレート２１の上面を超えて突き出るよう、配置する（公知のタイプの）移動手段（図示せず）に支配される。
プレート２１の上には格子３１が配置され、該格子３１は、下を向く数多くの下縁を有し対応する複数の開口部を確定する複数の壁３２を備えている。これらの各開口部は、裏打ちプレート２１の中の対応する開口部２２を同軸で囲み、壁３２の下縁が裏打ちプレート２１の上面と接触するまで下げられるよう配置されている。
缶上部１１の上で格子３１の下には、ＨｉＰＳ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＥ又はＰＳのような食品に適した型の熱成形可能なプラスチック材料から成る不定長のフィルム９のウェブが置かれている。このフィルムウェブ９は、初期リール８から巻きほどかれて最後リール７の上に（廃棄物として）巻き取られ、適切な手段により案内が持続される（図１に模式的示す）。
格子３１は、間にフィルム９を挟んで、裏打ちプレート２１の上面に対して押圧する手段（既知の型の、示さず）により動かされる。
各スリーブ２７の上端には、その内側に、ガスケット２８が固定されており、吸気段階中の封止を作るため、缶１０の横面、詳しくは円錐形首部１３、に接触するよう配置されている。加えて、スリープ２７の上端は放射状チャンネル２７１を形成し（図６Ａ）、これは小型放射状ダクト（図には示さず）と共に、開口部２２により囲まれたその領域を、前記領域から空気を引き抜くためのポンプ手段に接続する（図には示さず）。
プレート２１の上には、格子３１が規定する開口部内に、凹み得る材料で作った下層４３を保持するプレート４２を下に固定した垂直支持軸４１を有する類似の数の加圧手段４０が置かれており、これを用いて缶１０の上端１２に向かって押す。軸４１の周りに置かれたバネ４４が，下向きの力を生じ、これにより押し子４０が缶１０を押す。
プレート２１の上には、複数の円筒形ブレード５０（またはポンチ）が置かれており、各々がそれぞれの加圧手段４０に対応し、図には示さない既知の手段により、垂直方向に駆動される。各ブレード５０の刃先５１は下を向いており、缶１０の上端１２を巡って通過し（以下に詳しく記述するように）この刃先との組み合わせでフィルム９を切断するようになった開口部２２の上縁をかすめるよう配置された閉輪郭を有する。
前述の装置は、下記の手順を実行する。各蓋被せサイクルの始めに、複数の缶１０をローダー１５に装填し、これを次いでプレート２１と２５との下に置く（図１）。一方、格子３１、押し子４０及びブレード５０を持ち上げてプレート２１との間に間隔をあける。フィルム９の孔のない連続部分をプレート２１の上流に置かれた手段４により加熱し、その直後にプレート２１の上に進める。フィルム９の一部をポリマーの型にしたがって摂氏１２０と２３０度の間に加熱する手段４は、赤外放射手段であるのが有利である。
このとき、ローダー１５を持ち上げて開口部２２および２６を通じて缶１０の上部の位置決めをし、その首部１３を押してそれぞれのガスケット２８と接触させるため少し上に上げる。この姿勢のとき缶の上部１１はプレート２１の上面を少し超えて突き出る。
ローダー１５とプレート２１及び２２との組み合わせを次いで上に向きに動かして、缶の上端１２がフィルム９をかすめるようにする（図２）。
次の段階（図３）で、格子３１及び（実質的に同時に）押し子４０を下げてフィルム９の加熱部分を缶１０の上端及び裏打ちプレート２１の上面に押し付ける。
壁３２の下端がフィルム９をプレート２１の上面に押し付けて、空気の透過しない円形封止片を作る。
結局、各開口部２２に対応してフィルム９と缶上部１１との間に、外界から遮断された中間空隙が形成される。
詳述すると、この界面は下の方では、これがガスケット２６に接触している点まで、缶上部１１の面により接合されている。上の方では壁３２の下端により囲まれたフィルム９の部分により、壁３２の側面により囲まれたプレート２１（環）により、および開口部２２の内面により、接合されている。下の方では、この中間空隙はガスケット２８により接合されている。
この段階の間に、中間空隙に存在する空気はチャンネル２７１及びその他のチャンネル（示さず）を通じて前記ポンプ手段により排気されるので、その結果フィルム９の壁３２により囲まれた部分は缶上部１１の外面に（及びまたリング２３の上面にも）気密に接着して、蓋９ａを生じる。蓋９ａはこの時期にはまだフィルム９の残りの部分と結合しているが、上部１１に正確に整合している。
この接着作用はさらに、押し子４０の凹み得る層４３がフィルムを上端１２に対して押し付けるので、押し子４０により助けられる。
次の段階で（図４、図７及び図７Ａ）、ブレード５０を下げて開口部２２の上端をその刃先５１でかすめ、次いでフィルム９の中に対応する閉鎖円形切れ目を作って、缶１０に接着したフィルム部分（蓋９ａ）をフィルム９の残余部分から切り離す。
ローダー１５を下げることにより、また缶を下向きに押す押し子４０に助けられて、ここで缶１０を下げて最終的に取り出す（図５）。格子３１、ブレード５０及び押し子４０を、プレート２１から上げて離し、別の缶に蓋を被せる記述のサイクルを再開する。
冷却すると、蓋９ａは上部１１の面に対して硬化を完了して、その外形に接着して正確に整合し、次いで与えられたこの形を恒久的に保つ。さらに、蓋９ａは、真空下で缶面に付着するので、密着してそれを覆い、いずれの外界汚染に対しても確実に保護する。
図９から図２０を参照して、ここで缶群に蓋を被せるための方法及び装置を記述する。
図面は段階的に駆動されるコンベヤ９１を示しており、その上に等間隔でトレー９２が順に並んでいる。
トレー９２は図１７でもっとも分かり易く、均一に配布された窪み９３のある基盤を含み、各窪みが梱包に形成される缶群９４を受け入れる。
詳述すると、各窪み９３は上から見ると缶群の包絡線をあらわす形状を有し、その底から上に伸びる仕切りプレート９３１が一つの缶と次の缶との間の本来なら自由になるべき空間を占有している。前記仕切りプレートは缶の円筒形部分と同一の高さを有する。
コンベヤベルト９１がトレーを処理ステーション９５に搬送し、そこで下層支持面９１１により支えられる。ステーション９５の上には、第一垂直移動プレート９６がある。これは、上から見ると下にあるトレー９２と同一形状を有し、窪み９３に対応してそれと同一形状を有する貫通開口部９６１を含む。
代替案としては、クランピングプレート９６を取り付けて、トレー９２を支えるコンベヤ部分がトレーをクランピングプレートの下に持ち上げるため動かせるようにすることである。
裏打ち／芯合わせプレートと呼ばれるプレート９６は、いずれも示されていない真空容器または真空ポンプとつながったチャンネリング９６２及び、貫通開口部９６１を囲むガスケット９６３の格子を含む。
プレート９６に対しては、上の方で固定された薄い鋼鉄ブレード９７があり、これはプレート９６のように穴あきで各貫通開口部９６１を囲むよう置かれた硬化スリーブ９７１を備えている。
プレート９６及び関連ブレード９７には、以下に記述する操作手段を保持する第二垂直移動プレート９８が重なっている。
プレート９８に対して動けるフィルム押し格子９８１が、プレート９８の下側に取り付けてあり、下げたときブレード９７の上に止まる。
プレート９８はまた、一連の軸９８２を保持しており、これらは基礎円盤９８３を備えていて円盤９８３のそれぞれが下がって缶９４の蓋を押すことが出来るよう下層の窪み９３及び仕切りプレート９３１により規定される座面と同軸になっている。
軸９８２は貫通開口部９８４に含まれ、芯合わせプレートの中の下層の開口部と対になっているが、後者より少し幅広である。
開口部９８４のそれぞれは、そこから短距離だけ貫通孔９６１の縁を囲む閉輪郭を有し、ブレード９７のスリーブ９７１と交叉するよう配置された、下向きに突き出た円筒形ブレード９８５を保持する。
図１４に示した実施の形態では、ブレード９８５はスリーブ９７１で静止している。
フィルム９９１がかなり硬くその結果、缶の除去を妨げるか又は缶に蓋をする形成フィルム部のはがれを引き起こす場合には、図１５に示した実施の形態が好ましく，図１５に示した実施の形態ではブレード９８５がイグザクトフィットとしてスリーブ９７１に入りせん断装置として作用する。
熱形成可能フィルム９９１のリール９９を搬送する装置も有している。
リール９９から解かれた後、フィルムはブレード９７の直ぐ上のステーション９５を通過し、下流に位置決めされたリール９１２にスクラップとして再び捲かれる。
フィルム９１を加熱するトンネル９１３がリール９９とステーション９５との間に設けられる。
上述の装置は次の方法を実行することができるもので，装置の作動を明らかにもする説明を行う。
それらの凹部９３の缶９４をすでに搬送しているトレイ９２はつながってコンベアベルト９１に向って荷重をかけられる。
ベルト９１の進行は間欠的でオーバレイ中心合せプレート９６の貫通開口９６１と離れて完全にぴったり合った凹部９３にステーション９５で位置決めされたトレイを停止させるようになっている。
ベルト９１が停止すると、図１０に示すように，それがシールされる方法でガスケット９６３により下層トレイ９２上に静止するまでプレート９６は下降する。
あるいはまた，説明したように、当て板部分９１１がコンベア９１の一部分を上昇させトレイ９２を固定プレート９６の下方へ来るようにする。
この際，押圧グリッド９８１がプレート９６から下降して，図１１に示すように，ぴんと張ったフィルム９１をプレート９６を超えて突出する缶９４端部上方に広げる。
グリッド９８１の下降後、図１２に示すように，円盤９８３が降ろされフィルムを缶の蓋の上に押し付けるようにしてフィルム９１を完全に缶上部へ接着させ，その後、溝９６２と真空チャンバーとの間の接続が開放される。
ブレード９８４を有するプレート９６の次の下降により，図１３に示すように，缶に接着するその部分のフィルム９１から剥がされる。
サイクル終了に際し、装置すべてが，図１４に示すように，その内部に戻り，図１５に示すように，トレイ９２の各凹部に配置された缶が，図１５に示すようにそれらの端部を包囲するフィルム９１により共に接合される。
説明した例では、プレート９６及び下層トレイ９２は２つの缶包装を形成するため図１６に示した形状を有している。
しかしながら、トレイ及びプレート９６，９７及び９８は図１７、１８及び１９に示すように、多数の缶包装を形成するいずれかの形状のものであってよいことは明らかである。
上述のことから、説明装置により、本装置をラインの中に簡単に挿入することによって，缶集合包装が缶生産ラインの流れを中断することなく形成できることは明らかである。
これは本発明の，ラインへの挿入が缶包装生産の再取扱い及び別の操作を回避することにおいて生産費用の利点に向けての多くの利益の１つを構成する。
同一装置を用いて高さが異なるが等しい断面の缶を，コンベアベルト９１と関連付属品を加えたプレート９６及び９８によって形成された装置を簡単に調整することにより，包装できることも留意されるべきである。

Claims (10)

1. 実質的に平坦な上端部、円錐台型首部、及び上端部を円錐台型首部に結合するための円形リムにより形成された上部を備えた缶に蓋をする装置であって、
   前記装置を通して少なくとも二つの缶を進める搬送手段と、
   シート状のプラスチックフィルムの供給手段と、
   前記プラスチックフィルムを軟化させるための加熱手段と、
   前記プラスチックフィルムを移動して缶の上部に接触させる手段と
   を有する缶に蓋をする装置において、
   ・少なくとも一つの缶を各々受けるように配置された凹部が設けられた少なくとも一つのローダートレイ（１５）と、
   ・前記凹部の各々で受けられた少なくとも一つの缶の上側部分を僅かな隙間で収容するように配置された数の貫通開口（２６）を有する支持プレート（２５）と、
   ・同支持プレート（２５）の上側に配設され、それぞれが少しの余裕を持って関連する缶（１０）の上側部分（１１）を受け入れるとともに、前記支持プレート（２５）の貫通開口（２６）のそれぞれに正確に同軸におかれる複数の開口部（２２）を有する裏打ちプレート（２１）と、
   ・所定位置で前記支持プレート（２５）に対応する前記ローダートレイ（１５）を、同ローダートレイに受けられた各缶（１０）の上側部分が前記裏打ちプレート（２１）の上面を超えて突き出るように移動させる移動手段と、
   ・前記加熱手段により軟化されたプラスチックフィルム（９）を前記裏打ちプレート（２１）及び缶（１０）の突出した部分の上方に配置する手段と、
   ・それぞれが前記裏打ちプレート（２１）上の対応する開口部（２２）を包囲するように配置された複数の開口を画定する壁（３２）をそなえ、同壁（３２）の下縁を前記裏打ちプレート（２１）の上面に、間にプラスチックフィルム（９）を挟んで押し付けるように配置された格子（３１）と、
   ・前記各開口部（２２）に対応して、前記壁（３２）の下縁で押し付けられたプラスチックフィルム（９）と缶（１０）の上部（１１）との間に、外界から遮断された空隙を形成するために、支持プレート（２５）と前記ローダートレイ（１５）との間で、少なくとも１つの缶を受ける凹部を包囲する空気圧封止手段と、
   ・前記空気圧封止手段と前記缶（１０）の上方にオーバレイ状に配設された前記プラスチックフィルム（９）とで形成されたチャンバーを、真空状態にするための手段と、
   ・前記裏打ちプレート（２１）の前記開口部（２２）の外側端に近接して前記プラスチックフィルムを切断する手段と
   を有することを特徴とする缶に蓋をする装置。
2. 少なくとも二つの缶を受けるように配置された前記の各凹部に、缶の外壁と凹部の内壁との間の自由空間を占める仕切りプレート（９３１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
3. 前記空気圧封止手段が環状ガスケット（２８）により構成されることを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
4. 前記空気圧封止手段が、裏打ちプレート（２１）と缶（１０）のネック部（１３）との間で作用することを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
5. 前記空気圧封止手段が、裏打ちプレート（２１、９６）とトレイ（１２、９２）との間で作用することを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
6. 前記プラスチックフィルム（９）を缶の上端部に押し付ける屈曲可能な押し付け手段（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
7. 前記裏打ちプレート（２１、９６）の各開口部（２２）に対応して、フィルムを切断する手段として作用する硬質材料のスリーブを有することを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
8. 前記フィルムを切断する手段が、複数の垂直移動可能な円筒形ブレード（５０、９８５）であって、その刃先（５１）が、下方に面し、かつそこから短距離で前記裏打ちプレート（２１、９６）の各開口部（２２）端の周りに外接するように配置された閉鎖輪郭を有することを特徴とする請求項１に記載の缶に蓋をする装置。
9. 前記円筒形ブレード（５０、９８５）の刃先（５１）が、前記スリーブに静止して打抜き装置として作用することを特徴とする請求項８に記載の缶に蓋をする装置。
10. 前記円筒形ブレード（５０、９８５）の刃先（５１）が、前記スリーブに入り剪断装置として作用することを特徴とする請求項８に記載の缶に蓋をする装置。

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