JP4342446B2 - フレキシブル包装 - Google Patents

Description

本発明は、包装（packaging）、より詳細にはフレキシブル（flexible、柔軟な）包装に関する。フレキシブル包装は、その多くの利点により多くの用途で選択される。フレキシブル包装の２つの顕著な分野は、例えばワイン用又は飲料シロップ用の、飲料分野及び薬剤の分野である。勿論、多くの他の用途も存在する。

一般に、製品は、フレキシブルパッケージに充填され、そして顧客により特定の用途に使用されるように供給される。製品は、予め製作したバッグに付属品を介して充填されるか又はバッグが形成、充填及びシール機にあるときにバッグに充填される。フレキシブル包装はしばしば箱に入れられる。このような方式は普通バッグインボックス（“ＢＩＢ”）方式と呼ばれる。この明細書で用いた用語“バッグ”は、限定することなしに、バッグ、小袋及び立つようになっているパッケージを含むすべてのフレキシブルパッケージを含むことを意味する。

図１Ａ及び図１Ｂには、先行技術のバッグ及びそれらのバッグに伴う幾つかの問題点を示す。図１Ａはバッグ１０を側面図で示し、バッグ１０は対向側壁１２，１４及びクロスシーム（cross seam、交差継ぎ目）１６、１８を備える。付属品（fitment）２０はバッグを排気するのに用いられ、バッグ壁１２上又はバッグ壁１２を通して形成される。図１Ｂに示すように、付属品２０はバッグの種々の部位に配置できるが、クロスシール１８を形成するスペースが必要なためにバッグの底部に配置することはできない。

図１Ａ及び図１Ｂに見られるように、付属品２０はバッグ壁１４に近接して（バッグ内に）開口し、従ってバッグ壁１４が付属品２０の内側に対してシールすることにより付属品２０を通る流れを閉じ得るので、十分に排気できない可能性が高くなる。この問題を解決するために、浸漬片（dipstripe）２２のように排気装置又は隔離子（standoffs）を備えた付属品を用いてそのようなシール不良を避けてきた。

図１の使用状態で示すように、使用に際し、排気補助装置でも、付属品２０は水平に開き、従って排気中にバッグはつぶれるので、望ましくない量の空気が排気されないままとなり得る。更に、バッグを図１に示すように垂直方向に向けたまま口を下向きに向けると、一般的には排気の問題を助けるよりむしろ悪化させる。更に、付属品２０が下向きに排気するようにバッグ全体を下向きにすることは、バッグの内容物の多くが口から水平に移動し極めて排気し難いので、排気の問題を解決しない。

従って、先行技術の方式に伴う問題を解決又は実質的に軽減する方法及び装置が必要である。本発明の教示によれば、先行技術の方式に伴う問題を実質的に解決又は軽減する、フレキシブルパッケージの形成及び充填方法及び装置が提供される。

本発明の特定の実施形態において、フレキシブル材料のシートに付属品を取り付ける工程、シートの側部の２つを重ね合わせる工程、重ね合わせた材料の少なくとも一部を垂直にシールする工程、付属品の中心軸線にほぼ平行なシールを形成する工程、パッケージに充填する工程、及びパッケージをシールする工程を含むフレキシブルパッケージの形成及び充填方法が提供される。特定の実施形態においては、付属品は重ね合わせ工程前又は後に取り付けられる。また、別の特定の実施形態においては、付属品の近くに排気装置が取付けられる。

また、フレキシブル材料のシートに付属品を取り付ける工程、パッケージを部分的に形成する工程、付属品の中心軸線を含む垂直平面にほぼ平行に、角度を成す側部を形成するため付属品に向って角度を成す少なくとも部分を持つシールを形成する工程、パッケージに充填する工程、及びパッケージをシールする工程を含むフレキシブルパッケージの形成及び充填方法が提供される。

特定の実施形態においては、付属品は、パッケージを部分的に形成する前又は後に取り付けられる。また、特定の実施形態においては、付属品の近くに排気装置が取付けられる。また、別の特定の実施形態では、頂部シールは、別の角度を成す側部を形成するため付属品に向って角度を成す少なくとも部分を含む。

また、フレキシブル材料のシートからほぼ中空の構造体を形成する工程、フレキシブル材料のシートに第１付属品を取り付ける工程、シートに取り付けた第１付属品から水平方向及び垂直方向に離間してフレキシブル材料のシートに第２付属品を取り付け、第１付属品及び第２付属品がほぼ平行な中心軸線を持つ工程、第１付属品及び第２付属品の中心軸線を含む垂直平面にほぼ平行に、角度を成す第１側部を形成するため水平に対して角度を成す部分を持つ第１シールを形成する工程、第１シール上に充填する工程、及び第１付属品及び第２付属品の中心軸線を含む垂直平面にほぼ平行に、角度を成す第２側部を形成するため水平に対して角度を成す部分を持つ第２シールを形成する工程を含むフレキシブルパッケージの形成及び充填方法が提供される。特定の実施形態においては、ほぼ中空の構造体を形成する前又は後に付属品の一方又は両方が取り付けられる。

また、クロスシール部材を回転する工程を含む既存の機械を後から取り付ける方法が提供される。また、本発明によれば、即部方向から付属品を取り付け、使用中パッケージを回転して有効に排気するため付属品を下向きにするパッケージの使用方法が提供される。また、本発明の方法を実施し、パッケージを製作する装置が提供される。更に、パッケージをまずシールし、続いて付属品を介して充填し、そして付属品にキャップを取り付ける又はシールする、予め作られたパッケージ用の装置及び方法が提供される。本発明の重要な技術的利点は、排気を改良したフレキシブルパッケージが作られることにある。

図面を参照すると、相応した要素は同じ参照符号で示す。図２は、本発明の教示によるバッグの製造機の特定の実施形態を示す。図２の垂直形成、充填、及びシール機に関連して本発明を説明するが、本発明は水平機械、並びに付属品を介して充填及び排気する予め作ったバッグを用いるシステム及び機械にも適用できることが理解されるべきである。このような予め作ったバッグを用いるシステムでは、パッケージが作られ、付属品を介して充填され、そして付属品はキャップ又はシールされる。

図２に示すように、フレキシブル材料３４のロール３２が設けられる。フレキシブル材料３４のシートは側部３６、３８を備える。シート３４は管状構造体を形成するようにカラー上に巻かれる。本明細書において、管又は管状は頂部及び底部の開いた形状を表すことを意味し、断面形状が丸かったり楕円である必要はない。実際には、任意の断面形状を使用できる。

付属品４０は、ガイドレール即ちトラック４２に沿って供給され、そしてシーラー４４でフレキシブル材料３４に取り付けられる。この付属品の取り付けは、任意の公知の仕方で行うことができ、付属品は内部付属品又は貫通付属品から成り得る。貫通付属品の場合、付属品を挿入する前に穴があけられ得る。又は穴は付属品の取付け段階中に開けられ得る。

熱シールバー４６は、管状構造体を垂直にシールするために端部即ち側部３６、３８を重ね合わせた後にこれらの側部の近くで又はこれらの側部でバッグ材料３４をシールするのに用いられ、こうして頂部及び底部の開いたバッグが部分的に形成される。ここで述べた重ね合わせシールは、内容物がシールを通って漏れるのを防ぐため（２つの端部がシールするために面対面で接合される場合に形成される比較的弱いシールと違って）比較的大きなバッグでは重要である。例えば、限定することなしに１ガロン以上の内容物を収納するバッグを作ることのできるもののような比較的大きなシステムでは、この重ね合わせシールは重要となる。比較的小さなバッグを作るシステムでは、シールが押圧する裏部材が管内に嵌合し得ないので、重ね合わせシールを行うのがしばしば難しい。しかし、ここで記載するような比較的大きなシステムでは、この垂直シールを行う余裕がある。それにもかかわらず、重ね合わせシールは比較的小さなシステムで用いられ得、本発明は、重ね合わせシールを含むシステムに限定されない。

バッグの内容物は充填機４８により充填され、この充填機４８は、バッグに充填するため管内にのびる充填パイプを備える。これは、熱シーラー５０によって底部シールを形成した後に行われる。熱シーラーは、付属品４０の中心軸線に平行なクロスシールを形成する。図１に示すもののようなバッグを製作する既存の装置では、クロスシールは付属品の中心軸線に垂直である。従って、本発明の重要な技術的利点は、クロスシールの方向である。本発明の１つの特徴において、既存の機械は、クロスシール形成部材をほぼ９０度回転することにより後から取り付けられる。本発明では、機械の重大な変更を行う必要がない。

一対のローラーガイド５２は、充填中及び頂部シール形成中バッグを支持しかつ形成し、シール形成前にバッグから殆どの空気を追い出すことができる。シールバー５０はまた各バッグの頂部シールを形成する。カッター５４は、限定することなしにＢＩＢ方式の部分のような供給するためにバッグを自由に切断するのに用いられる。

図示したように、上述のようにシール形成部材を回転することにより、付属品４０はバッグの側部に配置される。図３にはこの回転を概略的に示す。図示したように、シール形成は、付属品４０の中心軸線６０に平行なシールを形成するシール形成部材５０で行われる。対向するシール形成部材５０が各々内方に動くように示されているが、一方が固定バッキングであり、他方が固定バッキングに対してシールするように動いてもよく、あるいはその逆の構成でもよいことは理解されるべきである。幾つかの先行技術の方式では、付属品４０の中心軸線６０に垂直である図３に示すシール形成部材６２のようなシール形成部材が用いられる。付属品の中心軸線に実質的に平行にシールを形成することによって、付属品（しばしば注ぎ口と呼ばれる）がクロスシールに実質的に平行にバッグ内に開いており、そして図１Ａに示すような従来技術で起きるように対向するバッグ壁に対してないので、排気が非常に補助される。

次に図４を参照すると、本発明の教示に従って製作したバッグは、製造中には付属品４０は側部に位置するが、使用中には底部に位置する。従って、バッグは製造中の方向から使用時には９０度回転される。図４には、垂直シーラー４６で形成したシール６４を示す。

図５乃至図８は、本発明の特定の実施形態を示し、排気し易くするため角度成す即ち傾斜したシールが形成される。図５乃至図８に示す特定の実施形態は垂直形成、充填及びシール機械に関連して説明するが、概念は予め作られたバックを製作する機械を含む他の機械にも適応する。

図５に示すように、形成される傾斜した即ち角度を成すシール６６は真直ぐなクロスシール６８から分岐する。特に、垂直形成、充填及びシール機械の実施形態では、バッグ７０はまずその底部がシール６６ａ、６８ａ（１つ以上のシーラーで形成され得る）でシールされる。次に製品がバッグ７０内に充填され、そしてバッグ７０は進められ、好ましくは同一シール形成機構を用いて頂部（シール６８ｂ）でシールされる。バッグ７０の頂部シールが形成される際に、バッグ７２の底部シール６６ｂ、６８ｂが形成される。その後、バック７２は充填され、前進されてシール６８ｃで示すように頂部がシールされる。図５に関して述べたシールを形成するシール機構の１つの実施形態を図５に符号７４で示す。このシール形成機構７４は図２に示すシール形成部材５０に相当するが、当然、傾斜シール形成部分６６が設けられる点で異なる。

上述のように、好ましくは、各バッグの底部シール及び頂部シールを形成するのに１つのシール形成機構を使用する。しかし、適切なシールを形成するのに１つ以上のシール形成部材を用いてもよいことは理解されるべきである。

使用において図５の分離したバッグは図４に示すように回転される。従って、付属品は下方に向き、傾斜した即ち角度を成すシール６６は、効率的な排気のために付属品に向って製品を直接保持する。一般に、図５の方向決めを参照すると、本発明の１つの特徴では、製造後使用のためにバッグを回転した時に排気を助けるため注ぎ口に向ってシールが角度をなす場合に、付属品の中心軸線を含む垂直平面に対して実質的に平行にこれらのシールが作られる。

図６には、図５に実施形態に代わる実施形態を示し、図２のシール形成部材５０に相当するシール形成部材８０が示される。図６の実施形態では、シール形成部材８０は水平シール形成部分８２及び２つの角度を成すシール形成部分８４、８６を備える。またバッグ７０、７２が示され、バッグ７０は、まずシール部分８２ａ、８４ａから成る底部シールを形成することにより形成される。シール部分８４ａは注ぎ口に向って傾斜される。バッグ７０は充填され、そしてその頂部シールがシール形成部材８０で形成され、頂部シールはシール形成部分８２ｂ、８６ｂで示される。その後、バッグ７２が前進され、充填され、バッグ７２の底部シール８２ｂ、８４ｂは、バッグ７０の頂部シール８２ｂ、８６ｂと同時に形成される。充填後、上述のように、バッグ７２の頂部シールが形成され、シール部分８２ｃ、８６ｃとなる。供給するためバッグを分離した後、これらのバッグは図６に示す向きから９０度の向きで用いられ、付属品（又は注ぎ口）は下方に向く。排気は、シール８４、８６の傾斜効果によって大いに助けられ、効率的に排気するために製品を注ぎ口に向って動き易くする。

図７及び図８には、図５及び図６に示す実施形態に代わる実施形態を示し、図７に示すように、バッグ材料９０の管は部材９２、９４、９６でシールされ、切断される。しかし、図７に示す実施形態では、付属品９８は別の形態でバッグ材料９０に取り付けられ、各付属品は、隣接付属品から（管上で）垂直及び水平方向にずらされ、好ましくは管上で他の付属品に対して１８０度変位される。従って、図２では付属品を取り付ける２つのステーションが設けられ、第１のステーションでは１つの位置でバッグ材料９０に付属品を取り付け、第２のステーションでは１つの位置と対向した１８０度の位置でバッグ材料９０に付属品を取り付ける。

動作において、シール形成及び切断部材９２は底部シールを形成してバッグ１００を部分的に形成する（そして先行するバッグ１０１を切断する）。バッグ１００は充填され、そしてその頂部はシール形成部材９４によりシールされる。シール形成部材９４はバッグ１００の頂部シールＢを形成し、符号Ｂはまたバッグ１０２の底部シールを表す。次に、バッグ１０２は充填され、前進されて、バッグ１０２のシールＢは切断部材９６に整列される。その後、シール形成部材９２はバッグ１０２の頂部シールＡを形成される（そしてＡに沿って切断もされる）。切断部材９６はシールＢに沿って切断し、こうしてバッグ１００、１０２は供給するために切断される。好ましい実施形態では、カッター９６による切断、及び部材９２によるシール形成及び切断は同時に行われるが、しかし別個の装置で別々に行ってもよいことが理解されるべきである。更に、バッグ１０２に関して上記した充填及び前進操作の順序は交換できることが理解されるべきである。

図７及び図８に示す実施形態は、バッグ材料９０の実質的に全部を使用できる利点を持つ。バッグの形状で見られ得るように、付属品が下向きとなるように使用のために回転した際に各バッグは付属品に向って製品を動かすのに役立つ２つの傾斜シールＡ、Ｂを備えるバッグが形成される。

２００２年４月１９日に出願し、名称Flexible Packingであり、普通に譲渡した米国特許出願第１０／１２６，７０２号は参照文献として本明細書に結合される。特に、排気装置の取付けに関して上記米国出願の教示は本発明に適用し、排気装置を備えるフレキシブルパッケージを形成するために本発明に結合され得る。

本明細書を通して、適切な場合には、本発明の意図する範囲から逸脱せずに、操作の順序を変更できることが理解されるべきである。また、各実施形態において、限定することなしに、内部型付属品又は貫通型付属品を含む任意の付属品形式を使用できることが理解されるべきである。

上記の特定の説明は例示であり、各例の特徴及び利点は他の実施形態及び例の特徴及び利点と交換でき又は他の実施形態及び例の特徴及び利点に加えられ得る。また、本発明を詳細に説明したが、特許請求の範囲に定義したように本発明の範囲から逸脱することなしに、種々の変化、変形、交換、付加及び変更を行うことができると理解されるべきである。

図１Ａ及び図１Ｂは、先行技術のバッグの側面図である。 本発明の教示による特定の形成、充填及びシール機の特定の実施形態を示す。 本発明の教示によるシール及び付属品の仕方を概略的に示す。 本発明の教示によるバッグの製造及び使用の仕方を示す。 本発明の教示によるシール外形及びシール部材の特定の実施形態を示す。 本発明の教示によるシール外形及びシール部材の別の特定の実施形態を示す。 本発明の教示によるバッグの製作システムの別の実施形態を示す。 図７の装置に対応するフロー線図を示す。

Claims (5)

1. フレキシブルパッケージを形成及び充填する方法であって、
   フレキシブル材料のシートによりほぼ中空の構造体を形成する工程、
   フレキシブル材料のシートに第１付属品を取り付ける工程、
   シートに取り付けた第１付属品から水平方向及び垂直方向に離間して第２付属品をフレキシブル材料のシートに取り付け、第１付属品及び第２付属品が前記中空の構造体が形成された後ほぼ平行な中心軸線を持つようにする工程、
   角度を成す第１側部を形成するため水平方向に対して角度を成す部分を含む第１シールを、前記中心軸線を含む垂直平面にほぼ平行に形成する工程、
   第１シールの上方に充填する工程、及び
   角度を成す第２側部を形成するため水平方向に対して角度を成す部分を含む第２シールを、前記中心軸線を含む垂直平面にほぼ平行に且つ前記第１付属品の上方に形成する工程、を含み、
   第１付属品が第２のフレキシブルパッケージから分離した第１のフレキシブルパッケージの部分であり、第２付属品が第２のフレキシブルパッケージの部分である方法。
2. 前記フレキシブル材料のシートからほぼ中空の構造体を形成する工程が、シートの２つの側部を重ね合わせる工程及び重ね合わせた材料の少なくとも一部をシールする工程を含む請求項１記載の方法。
3. 前記フレキシブルパッケージがプラスチックバックである請求項１記載の方法。
4. 前記ほぼ中空の構造体を形成する前に付属品の一方又は両方を取り付ける請求項１記載の方法。
5. 前記ほぼ中空の構造体を形成した後に付属品の一方又は両方を取り付ける請求項１記載の方法。

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