JP3976347B2 - 包装用シートに開口器具を成形する装置と方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、包装材料のシートに設けた孔にプラスチック材料の開口器具を直接射出成形する装置と方法に関するものである。ここで使用する「開口器具」という用語は、主として、容器から液体内容物を注ぐために用いる開口器具を意味するが、容器の充填に用い得る開口器具をも含むものである。
背景技術
包装用シート材料により形成される包装容器に設けられ、かつ食品等の物質、特に液体状の飲料、例えばジュース、水、ミルク、ワイン等を入れるようにされた種々の開口器具が知られている。
その種の一開口器具は、包装容器の壁部に孔と、壁部に取付けられて、閉状態で孔を覆うプラスチック材料製蓋機構とを有している。この蓋機構は、孔を周方向で包囲する壁部に例えば接着剤で取付けた周方向の基部と、この基部にヒンジ結合された蓋部材とを有している。蓋部材を開くと、孔は、包装容器の内容物が放出できるように係合され、強制的に開口される。
別の公知の開口器具は、包装容器の壁部に設けた開口と、壁部に取付けられて、閉状態で開口を覆う、前記蓋機構に似たプラスチック材料製蓋機構とを有している。アルミニウム製の引張りタブ等のシール部材が壁部に結合されて、開口を覆うようにされており、蓋機構が開かれると、シール部材が取除かれて、開口が露出し、包装容器の内容物が放出される。
包装容器上に前記開口器具を設ける方法は、連続的な包装材料ウエブを、孔または開口が設けられる第１ステーションと、孔または開口を覆うためにウエブに蓋部材が取付けられる第２ステーションとに供給する段階を含むことができる。開口をふさぐためのアルミニウム製引張りタブは、それを備える場合には、中間段階で取付けられる。開口器具をウエブに設けた後、ウエブで包装容器が形成され、製品が充填され、密封されて、開口器具が、完成した包装容器上に配置され、容易に出し入れできるようにされる。
包装容器の形成、充填、密封を行う機械の一例が、モデナ（イタリア）のテトラ・ブリク（Tetra Brik）包装システム社製のTB8型充填機である。
前記開口器具の別形式、すなわち既に形成されたプラスチック材料製蓋機構がシートに取付けられる形式の開口器具として、米国特許第４７２５２１３号（その開示内容は本明細書に取入れてある）には、プラスチック材料製開口器具が開示されている。この開口器具は、包装材料シートに直接に射出成形される。特に、１対の成形型が、シートに予め打抜きされた孔の周囲の構成部内へ移動させられ、加熱された熱可塑性プラスチック材料が、成形型の１つとシートの一方の表面との間に形成される射出路を通じて射出される。この射出路は、予め打抜きした孔のところに開口器具を成形するためにシートの前記表面に沿って延びている。
この後に挙げた形式の開口器具を得るための方法と装置は、全く妥当なものではあるが、熱可塑性材料の射出により成形される開口器具の分野に使用するには、更に改良が必要である。
前記米国特許第４７２５２１３号の場合、射出路が、射出ヘッドから、シートの一方の表面に沿ってかなりの間隔にわたって、開口器具を成形する型キャビティの一端部まで延在していることで、多くの不都合な効果が生まれている。射出路の一方の端部が型キャビティに入り込んでいることで、加熱された熱可塑性プラスチック材料を型キャビティに完全に満たすことが、特に射出路の遠位端に位置する型キャビティ部分で、困難かつ非効率になる。さらに、シートの一方の表面に沿って延在する射出路が過度に長い場合、型キャビティの充填は、更に困難かつ非効率になり、したがって、この装置と方法は、事実上、射出ヘッドが位置するシート縁部の近くに開口器具を成形する場合に限定される。加えて、射出路内には、プラスチック材料のストリップが形成され、このストリップを除去するための別の作業段階が必要になる。なぜなら、このストリップのために、非効率となり、かつ開口器具を損傷するおそれが生じ、開口器具から取除かねばならなくなるからである。このほか、概して剛性および耐性が極めて乏しい包装材料のシート表面が、高圧かつ高温で射出路内へ射出される熱可塑性プラスチックにさらされることから、さまざまな厄介な問題が生じる。
型キャビティを完全充填するに当たっての前記障害のため、プラスチック材料が、型キャビティのすべての部分には流れ込まず、その結果、開口の縁部が、開口器具のプラスチック材料によって十分には密封されないことになる。概して、包装シート材料は数層から形成されており、該層は、内側の１つの紙層と外側の２つの合成プラスチック材料被覆層とを含み、該被覆層の１つが製品との接触層を形成している。このほかの可能な層、例えば印刷インキ層、ラミネート層、アルミニウム箔層等が、紙層と両外側被覆層との間に挿入できる。包装シート材料に開口を打抜きする場合、包装シートの複数の内側層が開口の縁部で露出し、この縁部を適切に、射出熱可塑性プラスチック材料開口装置によってシールしなければ、包装された製品は包装シート材料の複数内側層に接触して、該内側層を損傷するおそれがある。さらに、装置および方法の全体の効率は、型キャビティの適切な充填が保証されるようにするために、各成形作業ごとの加熱熱可塑性プラスチック材料の射出に要する時間を長くすることで低下する。
米国特許第４７２５２１３号に開示された成形型は、１対の成形型から成り、これらの成形型は、双方ともシートの延びに対して直角の開・閉方向に可動である。このような構成は、種々の形状の開口器具を成形するさい、開口器具の融通性を事実上制限する。なぜなら、成形型は、成形型の移動方向に対して直角方向に突出する開口器具のどの部分にも出くわしてはならないからである。米国特許第４７２５２１３号の射出成形された開口器具は、実際にはシートと直角方向に延びる引張りタブを含み、この引張りタブは、使用者がつまめるだけ十分に長く延在している。このように長く突出している引張りタブは、この種の開口器具を有する貯蔵および輸送用の包装容器の場合、欠点となる。
さらに、開口器具はシートの孔に結合される基部と、基部および包装シートに対し幾分高くされた平面内に位置する蓋部分とを有しているのが好ましい。これらの蓋部分は、使用者がつまんで開くことができるように、包装シートの延びと平行に延在する縁部またはリップを有している。この形式の開口器具を形成することは、米国特許第４７２５２１３号の装置では、成形型の開き運動のため、不可能である。
必要とされるのは、包装材料シートに熱可塑性プラスチック材料開口器具を射出成形する装置と方法、それも開口器具が最も効果的かつ効率的に成形できる形式のものである。
発明の開示
本発明の一好適実施態様によれば、包装シート材料の走行ウエブから包装容器を形成する包装機に、ウエブに設けた各孔のところでウエブに開口器具を成形する開口器具成形ステーションが備えられており、この成形ステーションが、ウエブの孔縁部を収容するための型キャビティを形成するために、閉位置で開放可能に配置可能な第１と第２の成形型を有している。型キャビティ内へ加熱された熱可塑性プラスチック材料を射出するための射出路が、第１と第２の成形型の少なくとも１つに延びていることで、孔縁部から遠位に位置する型キャビティ射出箇所から、熱可塑性プラスチック材料が型キャビティ内へ直接に射出される。
孔縁部から遠位に設けられた射出箇所を有することにより、加熱された熱可塑性のプラスチック材料は、効果的かつ効率的に型キャビティの充填ができる位置から型キャビティ内へ流入する。加熱されたプラスチック材料は、射出箇所から、それも孔縁部から遠位のところから始まって円滑かつ均一に流れ、連続的に型キャビティを満たすので、加熱されたプラスチック材料は、射出段階の終わりに孔縁部に接触する。各射出段階に要する時間は、したがって最少化される結果、開口器具成形作業の効率が高められる。
本発明の極めて好ましい一実施態様によれば、射出箇所が、型キャビティの蓋形成部分に、それも型キャビティの基部形成部分に対し事実上中心位置に設けられており、射出路が、成形型の一方の内部に、型キャビティの蓋形成部分の延びに対して事実上直角の方向に延在している。この構成によって、材料流が、最大限に効率的に射出箇所から、それも孔縁部から遠位の箇所から始まって均等かつ一様に流れ、連続的に型キャビティの基部形成部分に充填されることが可能になる。また、この構成により、加熱された熱可塑性プラスチック材料流にウエブ表面をさらすことが、完全に避けられる。
本発明の別の好適実施態様によれば、シートに、それもシートに設けた各孔のところにプラスチック材料開口器具を成形するための開口器具成形装置が供給され、該開口器具成形装置が、シートの孔縁部を収容する型キャビティを形成するように、閉位置で開放可能に配置可能な第１と第２の成形型を有し、また第１と第２の成形型を開位置と閉位置との間で選択的に移動させる駆動機構を備え、第１と第２の成形型の少なくとも一方が１対の半割り型を有している。この駆動機構は、両半割り型を支持する支持構造体を有し、これにより開位置では、両半割り型が、シートの延在平面に対し事実上平行に延びる延在平面内に互いに間隔をおいて位置し、閉位置では、両半割り型が互いに接触位置におかれる。駆動機構は、さらに両半割り型を同時に、開位置から閉位置へ、またその逆に移動させる駆動体を有し、それにより開・閉位置間での各半割り型の移動方向が、シート延在平面と平行な方向成分と、シート延在平面と直角の方向成分とを含むようにされている。
駆動機構のこのような構成により、多くの種々の形状の開口器具を効果的に直接成形することが可能になる。この開口器具は、特に、シートの延在平面と平行の平面内において突出しまた延びる部分を有している。さらに、この駆動機構の特別の構成では、半割り型が、互いに移動し、精巧に接近しながら閉位置で接触することで、半割り成形型の摩耗が最少化できる。極めて好ましい一実施態様によれば、駆動機構は、開・閉位置間での半割り型それぞれの移動方向が、接線方向で（tangentially）円形軌道を描くようにされ、それによって開口器具成形装置の所要スペースを最少化でき、かつ半割り型の摩耗を最少化できる。
本発明のさらに別の実施態様によれば、包装材料シートの孔のところにプラスチック材料開口器具を射出成形する開口器具成形装置、それもシートから間隔をおいた開位置と、シートと接触する閉位置とにそれぞれ位置決め可能な第１および第２の成形型を有し、しかも閉位置ではシートが、開位置でのシートの延在平面から間隔をおいた遠位の平面内に延在する。シートが、閉位置では成形型によりシートの通常の延在位置から間隔をおいた位置におかれた場合、シートには張力が加わり、成形型が閉位置から開位置へ移動する際、この張力によって成形型からのシートおよび成形された開口器具の解放が好都合にも容易にされる。
本発明の技術上の特徴と利点が、当業者には添付図面に示した複数の好適実施例についての以下の詳細な説明により明らかになろう。図示の実施例は、説明目的のものであり、本発明を制限するものではない。図面では、等しい部材には等しい符号が付されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一好適実施態様による開口器具成形ステーションを有する包装機内での包装シート材料ウエブの送りを示す略示図。
図２は、本発明の一好適実施態様による開口器具成形ステーションの下方部分の斜視図。
図３は、図２の開口器具成形ステーションの部分側断面図で、成形型を開位置で示した図。
図４は、図３の開口器具の部分側断面図で、成形型を閉位置で示した図。
図４ａは、図４の成形型の間に配置されたウエブの拡大詳細断面図で、閉位置の成形型が、加熱された熱可塑性プラスチックの射出成形準備のできた型キャビティを形成している状態を示した図。
図５は、本発明の第２の好適実施態様による開口器具成形ステーションの部分側断面図で、成形型を開位置で示した図。
図６は、図５の開口器具の部分側断面図で、成形型を閉位置で示した図。
図６ａは、図６の成形型間に配置されたウエブの拡大詳細断面図で、閉位置の成形型が、加熱された熱可塑性プラスチックの射出成形準備のできた型キャビティを形成している状態を示した図。
発明を実施する最良の態様
まず図１には、本発明による装置２が示され、符号１８は、包装シート材料ウエブ４から包装容器を形成する包装機を示している。装置２は、包装機または充填機１８に組入れるか、またはそのような機械の上流に配置できる。ウエブ４は、適当な駆動装置６ａ〜６ｅにより送り方向８で包装機２を通過して供給される。駆動装置６ａ〜６ｅは、包装機２の間欠送り区分２ａでは、ウエブ４を間欠的に送るようにされ、連続送入区分２ｂと連続送出区分２ｃとでは、ウエブ４を連続的に送るようにされている。区分２ｂと区分２ｃとは、それぞれ、ウエブ送り方向８に対して、間欠送り区分２ａの上流と下流とに配置されている。
間欠送り区分２ａには、ウエブ４に孔を打抜くための孔打抜きステーション１０と、ウエブ４に設けた孔に熱可塑性プラスチック材料製開口器具を射出成形するための開口器具成形ステーション１２とが設けられている。駆動装置６ａ〜６ｅは、孔打抜きステーション１０を通過してウエブ４が間欠的に供給されるようにすることで、ウエブ４は相応に停止し、ウエブ４に孔が打抜かれるのに十分な時間だけ孔打抜きステーション１０に正確に位置させられる。駆動装置６ａ〜６ｅは、また開口器具成形ステーション１２を通過してウエブ４が間欠的に供給されるようにすることで、ウエブ４の孔が相応に停止し、孔打抜きステーション１０で予め打抜かれた孔のところに開口器具を成形するのに十分な時間だけ、開口器具成形テーション１０に正確に位置させられる。
駆動装置６ａ〜６ｅは、包装材料ウエブのリール１４からウエブ４を巻出しかつ送るための連続的な送入区分２ｂに配置された連続送りローラ６ｂと、ウエブ４から容器を形成し、密封し、かつ製品を容器に充填する容器形成ステーション１８へ、成形された開口器具１６付きのウエブ４を連続的に送るための送出区分２ｃに配置された連続送りローラ６ｃとを有している。
駆動装置６ａ〜６ｅは、さらに間欠送り区分２ａに、間欠送りローラ６ａと、テンションローラ６ｄと、遊びローラ６ｅとを有し、これらのローラが一緒に協働することで、間欠送り区分２ａでのウエブ４の張力が、停止位置で事実上一定に維持され、これにより孔の打抜き作業および開口器具成形作業を十分な精度で行うことができる。さらに、駆動装置６ａ〜６ｅの特別な配置により、送入バッファマガジン（infeed buffer magazine）２０と送出バッファマガジン（outfeed buffer magazine）２２が形成される。送入バッファマガジン２０は可変の送入ウエブ長さ４ｂを有し、この長さ４ｂは、テンションローラ６ｄと連続送りローラ６ｂとの間に延び、かつ方向２０’に垂直移動する結果、寸法が変化し（図１に破線で示す）、間欠送り区分２ａと連続送入区分２ｂとの間のインターフェースに対し適宜に補償を行うことができる。同じように、送出バッファマガジン２２は、可変の送出ウエブ長さ４ｃを有し、この長さ４ｃは、間欠駆動ローラ６ａと連続送りローラ６ｃとの間に延び、かつ方向２２’に垂直移動する結果、寸法が変化し（図１に破線で示す）、間欠送り区分２ａと連続送出区分２ｃとの間のインターフェースに対し適宜に補償を行うことができる。こうすることにより、ウエブ４の送りが、ローラ１４と容器形成ステーション１８とでは連続的に行われる一方、孔打抜きステーション１０と開口器具成形ステーション１２とでは間欠的に行われることになる。
図１には、３カ所の孔打抜きステーション１０と３カ所の開口器具成形ステーション１２とが示されているので、ウエブ４の各間欠停止位置では、ウエブ４に３個の孔が形成され、また３個の開口器具が成形される。孔打抜きステーション１０および開口器具成形ステーション１２の数は、必要に応じて変更できる。さらに、孔打抜きステーション１０と開口器具成形ステーション１２とは、それぞれ方向１０ａと方向１２ａとにウエブ４の送りの延びに沿って相互移動でき、この結果、ウエブに設けた孔と開口器具とは、相対間隔をおいて異なる位置に配置できるので、異なる寸法の包装容器を形成することができる。
ウエブ４に孔を打抜き、ウエブ４から容器を形成しかつ密封し、容器に製品を充填するため、前記の形式でウエブ４を送る装置と方法は、公知であり、例えば、モデナ（イタリア）のテトラ・ブリック社製TBA/19-システムに含まれている。
包装機２と組合わせ配置された開口器具成形ステーション１２は、好ましくは、ロールから送られたウエブに開口器具を連続的に成形するための、また同じコンパクトなラインで、連続的な方法によって包装容器を連続的に形成し、密封し、充填するための効率的かつ効果的手段を提供する。従来の装置で行われているような、ウエブへの別個に形成され供給された開口器具の接着は不要であり、それによって、別個の製造、別個に形成された開口器具の保管、輸送等に関係する時間と費用が節約される。こうした理由で、開口器具成形ステーション１２は特に好ましいが、他方、次のようなことも考えられる。すなわち、ほんの少しだけ例を挙げれば、開口器具成形ステーション１２を多くの異なる形式で作業できるようにし、例えば、供給されたウエブに開口器具を成形し、該ウエブを後の使用のためにウエブリールに巻取ったり、あるいはまた例えば、包装材料ブランクまたは包装材料の突出フラップ等のどのような種類や形状の包装シート材料にも開口器具を成形し得るようにする。さらに、包装機２を別の形式に構成して、ウエブリール１４に孔を予め打抜いておき、孔打抜きステーション１０を不要にするか、ウエブ４の全駆動を間欠的に行うかのいずれか、または双方を可能にすることもできる。加えて、容器形成ステーション１８は、異なる寸法および形状の包装を形成し密封し、かつ形成された包装内へ異なる製品を充填するいくつかの形成ステーションのうちの１つとすることができる。
図２〜図４ａは、開口器具成形ステーション１０’の第１好適実施例を示したものである。開口器具成形ステーション１０’は、第１成形型２０と第２成形型２２とを有し、これらの成形型は、閉位置でウエブ４に対して、ウエブ４が開口器具成形ステーション１０’で停止すると、ウエブ４の第１の側２４とウエブ４の第２の側２６とにそれぞれ接触する（図４および図４ａ）ように位置決め可能である。第１成形型２０と第２成形型２２とは、また開位置でウエブ４の第１の側２４と第２の側２６（図３）とからそれぞれ離間配置されるように、ウエブ４に対して位置決め可能であり、それにより送り方向８にウエブ４を間欠的に送ることができる。
図示の特定の実施例では、第１成形型２０は、定位置で作動する単一の内型２０を有し、第２成形型２２は、１対の半割り外型２２ａ，２２ｂを有している。外型２２ａ，２２ｂは、後述する駆動機構により、開・閉位置間を互いに相対駆動され、かつウエブ４および内型２０に対しても駆動される。内型２０は、ウエブ４で形成される包装容器の内側を形成するためのウエブ第１側２４と接触するように配置されている。他方、外型２２ａ，２２ｂは、ウエブ４で形成される包装容器の外側を形成するためのウエブ第２側２６と接触するように配置されている。
特に図４ａに見られるように、内型２０と半割り外型２２ａ，２２ｂとの成形閉位置では、型キャビティ２８が、内型２０と半割り外型２２ａ，２２ｂとの間に形成され、該型キャビティ２８内には、正確に開口器具成形ステーション１０’に位置決めされたウエブ４の孔３２の孔縁部３０が収容される。
型キャビティ２８は、図示の実施例の場合、開口器具１６の蓋部分を成形するための部分２８ａと、ウエブ４との結合用の開口器具基部を成形するための部分２８ｂと、基部から蓋部分をはずすのを助けるため開口器具１６の厚さを薄くした引裂き縁部を形成するための連結部分２８ｃとを有している。この開示内容は、特に開口器具がウエブ４の孔縁部３０に成形される形式に多分に関係するものだが、他方、開口器具１６は、どのような異なる全体形状を有することもできる。
図示の実施例では、孔の縁部３０は、ウエブ４の孔を周方向に完全に取囲み、かつ好ましくは、孔縁部３０全体が、射出前に型キャビティ２８の基部成形部分２８ｂの内側に配置される一方、基部成形部分２８ｂは、また周方向に延び、孔縁部３０を完全に取囲むのに十分な寸法を有している。好ましくは、孔縁部３０と、基部成形部分２８ｂと、連結部分２８ｃとは、ウエブ４の延びと事実上平行に延在する長手方向断面が楕円リング形状であり、蓋成形部分２８ａは、ウエブ４の延びと事実上平行な長手方向断面が楕円形のディスク形状を有している。さらに、成形閉位置では、ギャップ（隙間）３４が上下の成形型２０，２２の間に形成される。ギャップ３４は、好ましくは、包装ウエブ材料４の厚さより狭い寸法を有し、それによってウエブ４が、ギャップ３４内側で圧縮され、加熱された熱可塑性プラスチック材料の、型キャビティ２８の外への著しい漏れを十分に防止するシールが形成される。
開口器具成形ステーション１０’は、さらに、加熱された熱可塑性プラスチック材料を型キャビティ２８内へ射出する射出路３６を有している。射出路３６を介しての加熱された熱可塑性プラスチック材料の射出は、当業者が利用可能な公知のどのような方法および装置を用いて行ってもよい。
射出路３６は、図示の特定の実施例の定置された内型２０内に延在し、本発明の好ましい一態様によれば、射出路３６は、熱可塑性プラスチック材料が、孔縁部３０から遠位に設けられた型キャビティ射出箇所３８から型キャビティ２８内へ直接に射出されるように、構成されている。
射出箇所３８が孔縁部３０から遠位に設けられたことにより、加熱された熱可塑性プラスチック材料は、型キャビティの充填を効果的かつ効率的に行い得る位置から、型キャビティ内へ流入する。加熱されたプラスチック材料は、孔縁部３０から遠位の射出箇所３８から円滑かつ一様に流れ始め、連続的に型キャビティ２８の基部成形部分に充填され、それにより射出段階の終わりにプラスチック材料が孔縁部３０と接触する。各射出段階に要する時間が最少化されることで、開口器具成形作業の効率が高められる。
この実施例の射出箇所３８は、型キャビティ２８の蓋成形部分２８ａに、それも基部成形部分２８ｂに対し事実上中心位置に設けられている。この構成によって、材料の流れ効率が最大化され、材料が孔縁部３０から遠位の射出箇所３８から対称的かつ一様に流れ始め、連続的に型キャビティ２８の基部形成部分２８ｂに充填される。
さらに、射出路３６は、内型２０内を、型キャビティ２８の蓋成形部分２８ｃの延びに対し事実上直角の方向に延在しており、これによりウエブ４の表面が加熱された熱可塑性プラスチック材料の流れにさらされるのが完全に防止される。
内型２０と半割り外型２２ａ，２２ｂとは、駆動機構４０により、開・閉位置間で互いに対して駆動され、かつまたウエブ４および内型２０に対し駆動される。駆動機構４０は、ウエブ４送り用の駆動装置６ａ〜６ｅ、孔打抜きステーション、射出路３６を通過する加熱された熱可塑性プラスチック材料の射出とそれぞれ連携しており、それによりウエブ４に成形される開口器具１６の連続的な製造が可能になる。
駆動機構４０は、半割り外型２２ａ，２２ｂを支持する支持構造体４２を有しており、それにより開位置では、外型２２ａ，２２ｂが、ウエブ４の延びる平面と事実上平行に延在する平面内に互いに間隔おいて位置するようにされ（図３）、また閉位置では、半割り外型２２ａ，２２ｂが、互いに接触し、かつウエブ第２側２６とも接触するようにされている（図４および図４ａ）。駆動機構４０は、また半割り外型２２ａ，２２ｂを開位置から閉位置へ、またその逆に移動させる駆動体４４を有しており、その場合、開・閉位置間での各半割り外型の移動方向が、ウエブ４の延びている平面と平行の方向成分と、ウエブ４の延びている平面と直角の方向成分とを有するようにされている。
外型２２ａ，２２ｂが開・閉位置間で移動する際、前記方向で外型２２ａ，２２ｂを駆動する駆動機構４０のこの独特の構成によって、特に、ウエブ４の延びている平面と平行な平面において突出しまた延びる部分を有する、多くの異なる形状の開口器具を効果的に成形できる。
さらに、駆動機構４０の独特な構成により、半割り外型２２ａ，２２ｂは互いに精密に接近し、閉位置で接触するようにされている。なぜなら、外型２２ａ，２２ｂのそれぞれの移動は、ウエブ４の延びている平面と平行な方向成分を含み、この方向成分が、閉位置で相互接触が達せられる間に最少化されるからである。外型２２ａ，２２ｂのこのような精密な接近は、好ましいことに外型２２ａ，２２ｂの摩耗を最少化する。
図２〜図４に示したきわめて好ましい実施例の場合、駆動機構４０は、開・閉位置間での各半割り外型２２ａ，２２ｂの移動方向が接線方向で（tangentially）円形軌道を描くように構成されている。このようにして、ウエブ４の延びる平面と平行方向の、半割り外型２２ａ，２２ｂの移動方向成分が、接近と解放の段階では閉位置に極めて近いところで最小化され事実上ゼロになる一方、ウエブ４の延びる平面と平行方向の前記移動方向成分は、閉位置から離れる段階では急速に増大し、その結果、開口器具成形ステーション１０’の所要スペースが最小化され、かつまた半割り外型２２ａ，２２ｂの摩耗も最小化される一方、異なる形状の開口器具を成形する上での融通性は、依然として維持される。
支持構造体４２は、水平の底部４６と、底部４６から垂直に上方へ延びるアーム対４８ａ〜４８ｃとを有する固定支持フレームを含んでいる。支持構造体は、さらに横アーム対４８ａ，４８ｃと半割り外型２２ａ，２２ｂとの間で、ウエブ４の延びる平面と事実上平行に延びる複数旋回軸を中心として自由旋回させられるレバー対５０，５２を含んでいる。
支持構造体４２は、さらにスロット５４ａを有する水平のスライドプレート５４を含んでいる。スロット５４ａ内には各半割り外型２２ａ，２２ｂと結合されたボルト５４ｂがスライド可能に受容されている。スロット５４ａは、半割り外型２２ａ，２２ｂがウエブ送り方向８と平行の直線方向でスライドプレート５４上にスライド可能に支持されるように、スライドプレート５４内に延びている。
駆動体４４は、軸部を有する流体作動式シリンダ５５を含み、該軸部（操作桿）は、固定底部４６を貫通してスライド可能に延び、かつウエブ４の延びる平面と直角の垂直方向にスライドプレート５４を往復動させるため、スライドプレート５４に結合されている。
駆動機構４０のこの独特の構成により、半割り外型２２ａ，２２ｂが、それぞれレバー対５０，５２と横アーム４８ａ，４８ｃとの旋回軸を中心とした円形軌道を描いて開・閉位置間を移動させられる。
半割り外型２２ａ，２２ｂ、横アーム４８ａ，４８ｃ、レバー対５０，５２のそれぞれ寸法は、次のように選択されている。すなわち、半割り外型２２ａ，２２ｂが閉位置で接触するように構成されている場合、加熱された熱可塑性プラスチック材料が、半割り外型２２ａ，２２ｂの対応表面箇所から型キャビティ外へ過剰に漏出しないように、型キャビティ２８を適切に密封するのに十分な接触力が外型２２ａ，２２ｂの対応表面間に得られるように選択されている。本発明の別の態様によれば、閉位置での外型２２ａ，２２ｂ間の接触力を調節可能に設定するための調節可能な付勢装置が得られる。
この目的のために、横アーム４８ａ，４８ｃが貫通孔５６を備え、この貫通孔によって、横アーム４８ａ，４８ｃがウエブ送り方向８で相対的に可とう的にされ、かつ１対のテンションロッド５８が横アーム４８ａ，４８ｃ間を相互連結している。テンションロッド５８は、中央のアーム４８ｂ内に自由にスライド可能に配置され、調節ナット５８ａがテンションロッド５８の端部に調節可能にねじ込まれている。
図４は、半割り外型２２ａ，２２ｂが閉位置で相互接触した場合の、横アーム４８ａ，４８ｃの外方へのたわみを示している。閉位置での外型２２ａ，２２ｂ間の所望の接触力は、ナット５８ａの調節により適宜に選択される。
支持構造体４２は次のように構成されている。すなわち、半割り外型２２ａ，２２ｂの閉位置では（図４）、外型２２ａ，２２ｂと接触するウエブ４の部分が、外型２２ａ，２２ｂの開位置（図３）でウエブ４が延びる通常の平面から間隔をおいた遠位の平面内に延在するようにする。こうすることにより、通常の延び位置から間隔をおいた位置のウエブ４に張力が加わって、好ましいことに成形型２０，２２が閉位置から開位置へ移動する際、ウエブ４および成形された開口器具１６を解放することが容易になる。
図５および図６ａには、開口器具成形ステーションの第２好適実施例１０″が示してある。開口器具成形ステーション１０″は、第１成形型２０’と第２成形型２２’とを含み、これらの成形型は、閉位置において、ウエブ４が開口器具成形ステーション１０″で停止位置を占めた場合に、ウエブ４の第１の側２４とウエブ４の第２の側２６とにそれぞれ接触するように、ウエブ４に対し配置可能である（図６および図６ａ）。第１成形型２０’と第２成形型２２’とは、また開位置において、ウエブ４の第１の側２４と第２の側２６からそれぞれ遠位に位置するようにされることで（図５）、ウエブ送り方向８でウエブ４の間欠的な送りができるように、ウエブ４に対して配置可能である。第１成形型２０’は、垂直方向に可動の単一の内型２０’を含み、第２成形型２２’は、それぞれ垂直方向および水平方向に可動の１対の横外型２２ａ’，２２ｂ’を含んでいる。内型２０’と横外型２２ａ’，２２ｂ’とは、後述する駆動機構により、開・閉位置間で互いに対して、またウエブ４に対して駆動される。
図６ａに見られるように、内型２０’および横外型２２ａ’，２２ｂ’の成形閉位置では、型キャビティ２８’が内型２０’と横外型２２ａ’，２２ｂ’との間に形成される。型キャビティ２８’内には、開口器具成形ステーション１０″に正確に位置決めされたウエブ４の孔３２の縁部３０が受容される。型キャビティ２８’は、開口器具１６の蓋部分を成形する部分２８ａ’と、ウエブ４への結合用の開口器具基部を成形する部分２８ｂ’と、基部から蓋部分をはずすのを助ける、厚さを減じた開口器具１６の裂断縁を成形する連結部分２８ｃ’とを含んでいる。
孔縁部３０の全体が、射出前に基部成形部分２８ｂ’の内側に配置されるのが好ましく、他方、基部成形部分２８ｂ’は周方向に設けられており、かつ孔縁部３０を完全に包囲するのに十分な寸法を有している。好ましくは、基部成形部分２８ｂ’と連結部分２８ｃ’は、ウエブ４の延びと事実上平行に延在する長手方向断面が楕円リング形状であり、かつまた蓋成形部分２８ａ’は、ウエブ４の延びと事実上平行に延在する長手方向断面が楕円ディスク形状である。さらに、型の閉位置では、ギャップ３４’が、上下の成形型２０’、２２’間に形成され、好ましくは包装ウエブ４の厚さ以下の寸法を有しており、このためギャップ３４’内のウエブ４が圧縮され、加熱された熱可塑性プラスチック材料の、型キャビティ２８’外への著しい漏出の防止に十分な密封状態が形成される。
開口器具成形ステーション１０″は、さらに型キャビティ２８’内へ加熱された熱可塑性プラスチック材料を射出するための射出路３６’を含んでいる。射出路３６’は、固定射出ヘッド６０内を延び、該ヘッド６０は、図６ａに見られるように、第２成形型２２’の一部を形成する上端部６０ａを有している。したがって、横外型２２ａ’，２２ｂ’は、型キャビティ２８’を形成する成形閉位置では固定上端部６０ａに対し可動に配置可能である。
射出路３６’は、熱可塑性プラスチック材料が、孔縁部３０から遠位に位置する型キャビティ射出箇所３８’で直接に型キャビティ２８’内へ射出されるように構成されている。それにより、開口器具成形ステーション１０’の前記第１実施例により得られような好ましい効果が達せられる。射出路３６’は、さらに型キャビティ２８’の蓋成形部分２８ｃ’の延びと事実上直角の方向で、ウエブ４の表面から遠位へ外型２２’内を延びている。
開・閉位置間で内型２０’と横外型２２ａ’，２２ｂ’とを駆動するための駆動機構は、可動支持フレーム６２と固定支持フレーム６４とを含み、可動支持フレーム６２は、固定射出ヘッド６０の周囲に周方向に配置され、かつ垂直方向に可動であり、固定支持フレーム６４は、流体作動式シリンダ６６ａ，６６ｂおよび６８を支持し、該シリンダは、可動の支持フレーム６２と内型２０’とにそれぞれ結合された軸部６６ａ’，６６ｂ’および６８’を有し、これらの部材を垂直方向に往復動させる。駆動機構は、さらに流体作動式シリンダ７０ａ，７０ｂを有しており、該シリンダは、それぞれ横外型２２ａ’，２２ｂ’に結合された軸部７０ａ’，７０ｂ’を有し、これらの部材を水平方向に往復動させる。
シリンダ６６ａ，６６ｂ，６８および７０ａ，７０ｂは、ウエブ４を送る駆動体６ａ〜６ｅと、孔打抜きステーション１０と、射出路３６’を介した、加熱された熱可塑性プラスチック材料の射出とにそれぞれ連携しており、それによってウエブ４に成形される開口器具１６の連続的な製造が可能になる。

Claims (7)

1. 包装シート材料のウェブの孔にプラスチック材料製の開口器具を射出成形する開口器具成形装置であって、
   開口器具の成形ステーションと、
   閉位置では前記成形ステーションに位置決めされたウェブの第１の側と接触し、また開位置では前記成形ステーションに位置決めされたウェブの第１の側から離れている少なくとも１つの第１成形型と、
   前記閉位置では前記成形ステーションに位置決めされたウェブの第２の側と接触し、また開位置では前記成形ステーションに位置決めされたウェブの第２の側から離れている少なくとも１つの第２成形型とを具備し、
   前記第１および第２の成形型の閉位置で、型キャビティが前記第１および第２の成形型間に形成され、その型キャビティが前記成形ステーションに位置決めされたウェブの孔縁部を少なくとも部分的に受容するように構成されるとともに、
   加熱された熱可塑性プラスチック材料を前記型キャビティ内へ射出する射出路が設けられ、その射出路が前記第１と第２の成形型の少なくとも一方の中に延在していて、プラスチック材料が、前記型キャビティ内に受容された前記孔縁部から隔てられた位置にある型キャビティの射出箇所から型キャビティ内へ直接射出されるようになっており、また、
   前記第１と第２の成形型の少なくとも一方が１対の半割り型を含んでいて、前記開位置と前記閉位置との間でそれら半割り型を移動させるための駆動機構が設けられている開口器具成形装置において、
   前記駆動機構が、１対の前記半割り型を同時に開位置から閉位置へまたその逆に移動させる駆動体を含み、前記開位置と閉位置との間での前記半割り型のそれぞれの移動方向が、前記ウェブが延在する延在平面と平行に延びる方向成分と、前記延在平面と直角に延びる方向成分とを含むようにされており、また、一対の前記半割り型の移動方向が、前記閉位置の付近で互いに接線方向であることを特徴とする開口器具成形装置。
2. 前記駆動機構が、前記開位置と閉位置との間で前記半割り型を円形軌道を描いて移動させるように構成されている請求項１に記載の開口器具成形装置。
3. 前記駆動機構が、一対の前記半割り型を支持する支持構造体を含み、その支持構造体が、開位置では、一対の前記半割り型が、ウェブが延在する延在平面と平行に延びる平面内で互いに間隔をおいて配置され、また閉位置では、前記半割り型が、互いに接触しかつ前記ウェブの第２側と接触して配置されるように、前記半割り型を支持している請求項１又は２に記載の開口器具成形装置。
4. ウェブは、閉位置においては、開位置においてウェブが延在する延在平面から隔てられた平面上に延在する請求項３に記載の開口器具成形装置。
5. 閉位置での前記半割り型間の接触力を調節可能に設定するための調節可能な付勢部材が設けられている請求項３に記載された装置。
6. 包装シート材料のウェブに設けられていて孔縁部を有する孔にプラスチック材料製の開口器具を直接射出成形する方法であって、
   少なくとも１つの第１成形型を開位置から前記ウェブの第１の側に接触する閉位置まで移動させ、かつ少なくとも１つの第２成形型を開位置から前記ウェブの第２の側に接触する閉位置まで移動させて、前記第１と第２の成形型間に型キャビティを形成し、前記孔縁部の少なくとも一部分が前記型キャビティの内側に配置されるようにする段階と、
   プラスチック材料を前記孔縁部の前記一部分から隔てられた位置にある型キャビティの射出箇所から型キャビティ内へ直接射出することによって前記開口器具を成形する段階とを含み、
   前記第１と第２の成形型の少なくとも一方が１対の半割り型を有するようにする方法において、
   前記半割り型を前記開位置と閉位置との間で移動させて、該半割り型のそれぞれの移動方向が、前記ウェブが延在する延在平面と平行に延びる方向成分と、前記延在平面と直角に延びる方向成分とを含むようにし、また、前記半割り型の移動方向が、前記閉位置の付近で互いに接線方向であるようにすることを特徴とする方法。
7. 前記半割り型のそれぞれを、前記開位置と閉位置との間で、円形軌道を描いて移動させる請求項６に記載の方法。

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