JP4260365B2 - パッケージチューブの端部封止方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本発明はいわゆる可撓性のパッケージチューブ、即ちパッケージされた内容物を空にするために圧縮できる材料から製作されたチューブ本体を有するパッケージチューブに関するものである。また、一層正確に言えば、本発明は相互に分割された２個の生産品収容隔室を形成する中間壁を有する可撓性パッケージチューブに関するものである。
【０００２】
異なる形式の生産品を収容し、その位置で得られるこれ等の生産品の混合物を送出するため、このようなパッケージチューブが使用されている。
【０００３】
本発明はいわゆるツインチューブ（例えば、本願の出願人の国際出願である国際公開番号第94/19251号参照）とは区別されるこのような中間壁を有するチューブの端部を封止する方法、及び装置を提供することを意図したものである。
【０００４】
発明の背景
中間壁を有するチューブは特にウェブ状可撓性材料、例えばポリテン、ポリプロピレン、又はその他の熱可塑性材料から出発し、外側チューブの壁として作用する材料層を、この外側の材料層より通常一層薄い中間壁として作用する材料層に、１対の溶着継目に沿って、縦方向に接合することによって製作されている。従って、外側材料のウェブの幅は中間壁を形成しようとする材料ウェブの幅より一層広く、更に、外層を縦方向にシールして円形断面のチューブに形成した後は、チューブの横断面に渡る中間壁の長さがチューブの直径を超過しているように、外側ウェブの材料の幅と、中間壁のウェブの幅とを選択することが多い。また、中間壁の長さはチューブの円周の半分に相当するように選択することが多く、このことはチューブの充填端をいわゆる平坦シールした場合、シール中、及びシール後、中間壁は平坦になったチューブの端部と同一の長さを有することを意味する。
【０００５】
しかし、このように中間壁の長さがチューブの直径を越えるようにすると、既にシールし終わったチューブ端では有利になり得るが、内容物を充填する工程では困難を生ずる欠点がある。
【０００６】
この問題に打ち勝つため、本願の出願人は中間壁の両側に、充填ノズルを導入する方法と、装置とを提案した（優先権主張日が１９９７年５月２７日（スエーデン国）である国際公開番号第98/54064号参照）。これにより、チューブの２個のほぼ直径的に対向する位置に、チューブの内側にスポット溶着され、伸長している中間壁によって、このパッケージチューブの封止端に２個の比較的明瞭に画成された空間を生ずる。
【０００７】
このスポット溶着は充填機械内で行われ、この機械内で連続して有効に処理するよう、生産品を充填した後、チューブの端部封止部を形成するため、チューブの充填端、及び中間壁の対応端は合理的にシールされる必要がある。
中間壁を有するチューブは一体のチューブ本体、チューブ胸部、及び中間壁を射出成型で製作することもできる。
【０００８】
この場合の中間壁は最初に述べた中間壁を有するチューブに比較し、製作方法に起因して、一層厚い材料である。
【０００９】
厚さが一層厚い材料はチューブ端をシールする際、問題がある。
【００１０】
このようなシールを行うため、中間壁はチューブ端から或る距離で終わっていた。加熱された爪具を接触させることにより、中間壁の上方のレベルで、チューブの環状に囲む端部区域でのチューブの内側に、チューブの外側から熱エネルギーを供給する。従って、チューブ充填機械の加熱作用ステーションの直後のエンボスステーションにおいて、全体のシールプロセス中、中間壁に垂直に作動するエンボス爪を使用して、上記の環状に囲む端部区域において、チューブの端部を圧縮合体して、この位置にシールを生ぜしめる。
【００１１】
しかし、このようなシールは中間壁が達成しようとする２個の生産品収容隔室の間に通路がない接合部を常に確実に生ずるものである。
【００１２】
発明の目的
本発明の目的は序文で述べた形式のパッケージチューブの端部封止の際の問題点を解決し、チューブ充填機械の生産性を維持しながら、通常のチューブの非常に有効な処理に匹敵するように、中間壁を有するチューブを完全に処理するための解決策を得るにある。
【００１３】
この問題の解決策は現存するチューブ充填ラインに必要な変更が最小であることが更に必要である。
【００１４】
発明の要約
材料の壁の厚さが非常に変化し、材料の形式が異なり、更に、形成されるシール区域の種々の区域に材料層が付加されている材料の壁を連結するに当たり、本願の請求の範囲のそれぞれ請求項１、及び５に示すような方法、及び装置により、複雑な複合材料、又は複雑な幾何学形状に加熱作用を加えることが可能であり、二重層の中間壁を有する区域、及び三重中間層を有する区域を含む生産される端部封止部の全ての区域に優れた熱シールが得られることを実現することによって、最初に述べた形式のパッケージチューブを処理する時、本発明の基礎になる問題解決策を見いだすことができる。
【００１５】
射出成型によって形成される厚さの材料壁と、チューブ端のレベルで、又はチューブ端から或る距離で終わっている中間壁とを連結するに当たり、本願の請求の範囲のそれぞれ請求項７、及び８に示すような方法、及び装置により、熱作用を加えることができ、その後複雑な材料の幾何学形状を合体圧縮することができ、中間壁が存在する区域を含む、発生した端部封止部の全ての区域に優れた熱シールを得ることを実現することによって、第２の形式のパッケージチューブを処理する時、本発明の基礎となる問題解決策を見いだすことができる。
【００１６】
充填端側から見て図１に線図的に示すチューブ１０は通常行われているように、送出オリフィスを設けたチューブ胸部から成る端部（図示せず）を有する。図示の実施例では、このチューブ１０はほぼ円形の横断面になるような縦方向のシール部１４を設けることによって、平坦な素材から製作されている。このチューブ、即ちチューブ本体の材料は例えばポリテン、ポリプロピレン等の任意、適切なポリオレフィンのモノマー材料、又は遮断層の性質を有するプラスチック材料の積層体、または金属箔、又は交互に金属化したフィルムにすることが可能な材料の形式に応じて、その横断面は多少とも予め確定した形状を有する。更に、このチューブの輸送によって生ずる損傷や、作用は、チューブ充填機械内において最終的に決定される断面の形状に影響を及ぼす。
【００１７】
このチューブ本体１０内には中間壁１１があり、この中間壁１１は縦シール部１２、１３によって平坦なチューブ本体の素材に、又はチューブ本体に接合されている。図示の実施例では、中間壁１１の材料の形式はチューブ本体の素材に、又はチューブ本体の内側に、熱シールできる材料であり、その材料は例えばチューブ本体１０の材料と同一のものでもよく、又はチューブ本体１０を積層体で形成する場合には中間壁１１をその内層にしてもよい。
【００１８】
中間壁１１の長さは過剰な長さを有しており、このことは図１に示すように、チューブ本体１０内でほぼ湾曲していることを意味する。このチューブの横断面内の中間壁の長さはチューブ本体１０の円周の長さの半分に相当することも時々あり、これは、チューブの充填端が平坦な状態にある時、チューブ本体の対向する部分と中間壁とが同一の直径的長さになるように意図したものである。
【００１９】
しかし、序論に述べたように、中間壁が余分な長さを有することは、実際上、図２に示すように、充填開口の区域内で、中間壁１１を伸長させるように、充填端内に充填ノズルを導入する問題を生ずる。中間壁１１は充填開口の上端縁に隣接して、又は上端縁から僅かな距離のところでチューブ本体にスポット溶着してあり、連結部１２、１３はチューブ本体の全長に沿ってチューブ胸部内まで、及び放出オリフィス内まで中間壁を接合している。中間壁１１を伸長させることによって、図１の横断面は変化する。この発生する形状変化は大部分、チューブ本体の材料の弾性によって定まる。中間壁はスポット溶着しているから、横断面の形状は通常、図２に従って、卵形、又は楕円形になる。中間壁１１はチューブ本体の材料の弾性によって多少とも伸長している。破線１１′は中間壁１１′が弛緩して横断面が変形している状態を示している。中間壁の連結部１５、１６は、それぞれスポット溶着部１５、１６と、チューブの壁における隣接する連結位置１２、１３の間に材料部１１ａ、１１ｂを生じている。チューブ本体の壁の材料の性質は図１の最初の形状に復帰しようとする復帰作用をする傾向があり、薄い中間壁１１の材料にはこれに相当する性質がないから、これ等の材料部１１ａ、１１ｂをチューブ本体の壁の内側に密接した状態にすることは実際上、困難である。その結果、中間壁の材料部１１ａ、１１ｂと、チューブ本体の壁の内側との間に空間が存在することになり、この空間は中間壁と、チューブ本体の壁の内側との均一な熱作用を困難にしてしまう。更に、上述したように、或る用途では、この中間壁１１の伸長は熱作用のための良好に画成された幾何学的形状を生ずるのには不十分となり、情勢を更に複雑化してしまう。
【００２０】
このような用途では、再形成工程を使用し、この再形成工程において、ほぼ直角な４辺を有する四辺形の形成開口１８を有する形成具１７を充填端において、チューブ本体の外側に加える。開口が変形するように、即ち、開口は水平方向と、垂直方向との両方向に、図２のチューブ端の横断面寸法を相互に圧縮するように、この開口１８の寸法を定めることにより、材料部１１ａ、１１ｂはチューブ本体の内側に一層密接し、中間壁１１は伸長した状態に緊張する。
【００２１】
図３はこの状態を示す。鎖線１９、２０はチューブ端のシール部として、後に合体する中間壁と、チューブの内側とのこれ等の区域の加熱作用のための高温空気ノズルの１対の非接触作用サブ部材１９、２０を示している。
【００２２】
これ等のサブ部材の横断面は合体してほぼ直角な４辺を有する四辺形の形状を形成し、（形成具の平面内で）この四辺形はこの形成具１７内のチューブ本体の端部によって形成されている四辺形とほぼ同一の方位を有することはこの図面から明らかである。ノズルのこのサブ部材と、チューブの横断面との間のこの明確な相互の方位によって、端部封止部を形成するために封止すべきチューブ端と、中間壁との上述の異なる部分の端部封止のために適する加熱作用を経験的に決定することができる。更に、非接触加熱作用のための加熱作用位置から、次の加熱作用位置までの距離、及び高温空気の放出を変化させることが可能であり、これにより、二重材料層（図３のチューブ壁と中間壁）のための例えば位置１１ａ、１１ｂにおける熱伝達は上記距離を減少させ、及び／又は高温空気の放出を増大することによって強化することができる。
【００２３】
サブ部材１９、２０の間に間隙２１がある場合、中間壁１１の両側への熱伝達を制御することが（経験的にも）可能である。
【００２４】
包囲チャネル２３に通る冷却媒体、例えば水の循環のための冷却媒体入口２２に連結された形成具１７はチューブ本体のそのシール端における温度条件を外部から制御するのにも役立つ。
【００２５】
サブ部材１９、２０を具える高温空気ノズル２４と、形成具１７とをチューブ充填機械内の加熱作用ステーション（図示せず）内に配置する。充填されたチューブを次にこのステーションに間けつ的に送り込み、このステーション内にあるチューブの充填端に形成具１７を接触させ、再形成後、図３に示し、図９にも示す位置に、高温空気ノズルのサブ部材１９、２０を設置する。
【００２６】
図３に従って、加熱作用を実施した後、加熱作用ステーションからこのチューブを釈放し、更に、このチューブをクランプ爪ステーションに運び、このステーションで、矢印２５、２６（図４ａ、図４ｂ参照）に従って、クランプ爪（エンボス爪）によってチューブの端部のクランプを行う。
【００２７】
図５ａから明らかなように、この実施例の中間壁１１を横たえて、全部で３層を形成しており、この状態で外層はチューブの内側に合体していると共に、また、外層はチューブの壁の内側にも合体している。従って、図３に従って発生する加熱作用はあらゆる部分を適切に熱シールするのに十分な加熱作用を達成することができる。
【００２８】
図５ｂの実施例では、層の形成はシールする観点から取り扱いが一層容易である。この場合、中間壁は単一の層として、チューブの端部の区域にある。
【００２９】
高温空気ノズル、及び形成具の上述の実施例の場合、十分な加熱作用を行うための条件は経験的に決定される。
【００３０】
中間壁、及びチューブ本体の特に材料に関し、この条件が好適な或る用途では、再形成の工程を省略することができ、図６〜図８の高温空気ノズルの設計を使用することができる。この特殊な場合には、中間壁１１を収容することを意図した間隙２１ａがなお存在し、サブ部材１９ａ、２０ａは非接触加熱作用が可能なように設計されている。この後者の場合、間隙２１ａ、及びサブ部材１９ａ、２０ａの外側輪郭の設計は経験的に決定される。
【００３１】
パッケージチューブの特定の実施例に関連して本発明を説明したが、序論で述べたように、本発明は他の場合、例えば射出成型、又はその他の方法で、チューブ、及び中間壁を一体の片に製作する用途にも適用できることは明らかである。
【００３２】
充填端から見て図１２に線図的に示すチューブ１０は通常、行われているように、放出オリフィスを設けたチューブ胸部から成る端部（図示せず）を有し、この図示の実施例のチューブ１０は射出成型法で製作され、ほぼ円形の横断面が与えられている。
【００３３】
チューブ本体１０内には中間壁１１があり、この中間壁１１は射出成型によってチューブ本体と同一片として形成されていて、連結位置１２、１３においてチューブ本体に連結されている。中間壁はチューブ胸部内に延び、送出端までにも達する２個の別個の送給路の境界を定めている。チューブ本体の他端では、中間壁はチューブ本体の端部端縁内に延び、又はこの端部端縁から特定の所定距離で終わっている。
【００３４】
図１２の破線１９、２０は中間壁と、チューブ端のシールを形成するため、後にこの中間壁に合体するチューブの内側とのこれ等の区域の加熱作用のための高温空気ノズルの１対の非接触加熱作用サブ部材１９、２０を示している。
【００３５】
図面から、これ等のサブ部材の横断面は、中間壁によって形成されたチューブのサブ隔室の横断面にほぼ対応していることは明らかである。端部閉止部を形成するためシールすべきチューブの端部と、中間壁の部分との端部シールのために適する熱作用は、サブ部材のこの良く画成された形状、及びノズルのサブ部材とチューブの横断面との間のそれぞれの方位によって、経験的に決定可能にすることができる。高温空気放出のための開口の形成と、設置とによって、非接触加熱作用のため、加熱作用位置から次の加熱作用位置までの距離、及び高温空気放出とを変化させることができる。
【００３６】
サブ部材１９、２０の間に間隙２１があると、中間壁１１の両側への熱伝達を（ここでも経験的に）制御することができる。
【００３７】
サブ部材１９、２０を有する高温空気ノズル２４をチューブ充填機械内の熱作用ステーション（図示せず）内に配置する。充填されたチューブを間けつ的にこのステーションに送り、図１２に示すように、この位置で、このステーションに在るチューブの充填端に、高温空気ノズルのサブ部材１９、２０によって加熱作用を加える。
【００３８】
図１２に従って加熱作用を行った後、このチューブを加熱作用ステーションから除去し、更にクランプ爪ステーションに移送し、ここでこのステーションのクランプ爪（エンボス爪）は矢印２５、２６のようにチューブ端を押しつぶす。
【００３９】
上記の矢印によって示すように、クランプ爪、又はエンボス爪はチューブ本体の外側に作用し、クランプ爪、又はエンボス爪は移動し、これにより１対の対向する爪によってチューブ本体を圧縮し、これ等爪はチューブ本体を押圧した後、チューブの縦軸線に垂直な平面内で、矢印２５、２６の方向に、即ち中間壁の延長方向に角度をなす方向に、これ等爪は対向する並進運動を行う。
【００４０】
中間壁によって形成される２個の隔室をその間に、いかなる通路も無しに、分離させる目的で、この最初の「角度をなす」押圧によって、円形の横断面はシール内に含まれる中間壁との平坦なシールに徐々に変化する（第２工程）か、（又はチューブの縦方向に中間壁が延びている程度に応じて）、この円形の横断面はチューブの中に直接没入する中間壁の上端縁との平坦なシールに徐々に変化する。
【００４１】
エンボス爪、又はクランプ爪の最初の押圧によって、図１３に示す中間形状から最終段階の平坦な状態となり、この最終段階では、中間壁は端部シール内に確実に位置し、又は端部シールに対し、通路の無い状態で直接連結して位置している。
【００４２】
パッケージチューブの特定の実施例につき本発明を説明したが、本発明は他の状態、例えば中間壁が例としてあげたＳ字状以外の形状で、真っ直ぐでなく横断面を横切っている場合にも適用することができる。このためには、ノズルのサブ部材がこれに対応する横断面を有し、従ってクランプ爪の最初の押圧方向はチューブ本体への連結位置と、連結位置との間の仮想直線接合ラインに関して確立される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 製作後、現れる中間壁を有するチューブの横断面を線図的に示す。
【図２】 １対の付加的連結点でチューブに固着した中間壁を有する図１のチューブを示す。
【図３】 後の段階で互いにシールされるチューブ材料の表面に加熱作用を加えるため、所定位置にあって、形成具で再形成された図２のチューブの横断面を線図的に示す。
【図４ａ】 封止体を形成する充填機械のステーション内でチューブを圧縮する方向を矢印で示し、図３の形成具から取り出したチューブを示す。
【図４ｂ】 チューブの加熱作用を加える充填端の第２の好適な圧縮方向を示す。
【図５ａ】 チューブの構成と、幾何学形状とを明示し、図４ａによってクランプ中のチューブの横断面と、中間壁とを示す。
【図５ｂ】 図４ｂに従って圧縮中のチューブの横断面と、中間壁とを示す。
【図６】 高温空気ノズルを形成する２個のサブ部材の第１実施例の下から見た図面を示す。
【図７】 図６のノズルの側面図である。
【図８】 図６のノズルの斜視図である。
【図９】 変形したチューブの横断面を線図的に加えた分割されたノズルの第２実施例の下から見た図面を示す。
【図１０】 図９のノズルを側面図で示す。
【図１１】 図９のノズルを斜視図で示す。
【図１２】 射出成型によって一体に成形された中間壁を有するチューブ（チューブ胸部を図示せず）の横断面を線図的に示す。
【図１３】 図１２に従って互いにクランプされている間のチューブの横断面と中間壁とを示す。

Claims (6)

1. 相互に分離した２個の生産品収容隔室を形成するよう中間壁（１１）を設けたパッケージチューブ（１０）のこの中間壁をこのパッケージチューブのチューブ本体の全長にほぼ沿って、第１対の接合位置（１２、１３）に沿いこのチューブ本体を横切って延在させ、このパッケージチューブの充填端における第２対の接合位置（１５、１６）をこの中間壁に設け、前記第２対の接合位置のおのおのと、前記第１対の接合位置の１個との間に前記中間壁の一部分（１１ａ、１１ｂ）を保持し、１対のサブ部材（１９、２０、１９ａ、２０ａ）を画成して、間隙（２１、２１ａ）を有する高温空気ノズル（２４、２４ａ）を前記充填端の区域内の前記中間壁（１１）と、このチューブの内側との加熱作用のため、接触することなく導入し、加熱作用を加えた後、前記高温空気ノズルを除去し、クランプ作用を生ずる装置によって前記充填端をシールして、パッケージチューブ（１０）の端部を封止する方法において、前記中間壁（１１）を前記充填端内に伸長維持して、この中間壁（１１）の前記一部分（１１ａ、１１ｂ）の両方を前記チューブの内側に密接させるよう、前記加熱作用中、形成具（１７）を外部から前記充填端に加えることを特徴とするパッケージチューブの端部封止方法。
2. 前記チューブの端部開口の短軸を横切って前記中間壁（１１）が伸長していて、前記チューブの前記充填端と、その中に配置された前記中間壁とがほぼ楕円形である場合、前記充填端がほぼ直角をなす４辺から成る４辺形に再形成されるよう前記形成具（１７）を設計し、前記充填端に加えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記中間壁を収容するための内部間隙（２１）を有するほぼ直角な断面を画成している２個の互いにほぼ同一のサブ部材（１９、２０）によって前記高温空気ノズル（２４）を形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第１接合位置と、第２接合位置との間の前記中間壁の前記一部分から成る壁部分に熱エネルギーの集中が得られるよう、前記間隙の設置と、前記サブ部材の高温空気送出開口の設置とを選択することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 相互に分離した２個の生産品収容隔室を形成するよう中間壁（１１）を設けたパッケージチューブ（１０）のこの中間壁をこのパッケージチューブのチューブ本体の全長にほぼ沿って、第１対の接合位置（１２、１３）に沿いこのチューブ本体を横切って延在させ、このパッケージチューブの充填端における第２対の接合位置（１５、１６）をこの中間壁に設け、前記第２対の接合位置のおのおのと、前記第１対の接合位置（１２、１３）の１個との間に前記中間壁の一部分（１１ａ、１１ｂ）を保持し、前記中間壁（１１）を収容する間隙（２１）を間に形成している１対のサブ部材（１９、２０、１９ａ、２０ａ）を有する高温空気ノズル（２４、２４ａ）を設け、前記間隙内、及びその他の位置に前記サブ部材に高温空気送給開口を形成し、端部の封止部を形成する区域内の前記チューブ本体と、前記中間壁とに加熱作用を加えるため、前記中間壁の両側に前記充填端内の前記開口内に接触しないで挿入できるよう前記高温空気ノズルの寸法を定め、更にこの加熱作用を加える区域にクランプ作用と、シール作用とを行う装置を設けたパッケージチューブ（１０）の端部を封止する装置において、加熱作用を行っている間、前記充填端内に前記中間壁（１１）を伸長して保持し、この中間壁の前記一部分（１１ａ、１１ｂ）の両方を前記チューブの前記内側に強制的に密接させるような寸法を有する形成具（１７）を外部から前記充填端に加えることができるように配置して設けたことを特徴とするパッケージチューブの端部封止装置。
6. ほぼ４個の辺を有する４辺形の形成開口（１８）を生ずるよう前記形成具（１７）を構成し、この形成具を冷却するよう構成したことを特徴とする請求項５に記載の装置。

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