JP4729243B2 - 注入可能な食品を包装する積層材料を接合する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、牛乳、トマト・ピューレ、ヨーグルト、フルーツ・ジュース、ワイン、茶などの注入可能な食品の密封済みパッケージを絶えず連続的に生産する過程で、積層包装材料を接合する方法に関する。このような積層包装シート材料は、各側をポリエチレンなどのヒートシール可能なプラスチックで被覆した紙などの材料製の繊維系の層を含む多層構造を有する。超高温で処理した牛乳（ＵＨＴ牛乳）などの注入可能な製品の無菌包装に包装材料を使用する場合には、食品と接触した状態で配置されると意図される包装材料の面には、例えばアルミニウムなどのバリア材の層を設け、これをポリエチレンなどのプラスチック材料で覆う。通常、包装材料ウェブの外面には反復パターンを設ける。
【０００２】
上述した種類の包装シート材料からパッケージを製造する場合は、包装される食品にいかなる微生物も接触できないことが絶対必要である。したがって、包装材料は、パッケージの製造に使用する直前に殺菌し、パッケージが完全に密封されるまで無菌状態を維持し、それによって内容物の食品を損ない消費者を感染させる微生物を一切なくしなければならない。
【０００３】
（背景技術）
積層包装材料は、パッケージ形成、充填および密封機械に連続的に供給することができるウェブの形態で生産される。このような機械は、例えばTetra Brik Packaging Systems(Via Delfini 1, Modena Italy)が製造するＴＢＡ／１９（登録商標）およびＴＢＡ／２１（登録商標）充填機械を含む。ウェブは、例えば過酸化水素などの殺菌剤で殺菌され、これはその後、気化によって除去する。次に、無菌包装材料は無菌室内で保持し、次に長手方向に密封して、連続管を形成し、これに包装すべき液体食品を充填する。次に管をクランプし、一定間隔で横方向に密封する。横方向に密封された包装材料の帯の中間部分を切断し、連続管から個々のパッケージを分離する。この作業によって、半仕上げした枕形のパッケージが生産され、これを機械的に折り畳み、繰り返したデザインの１つが各パッケージに見える状態で、パッケージの生産を完成する。このようなタイプのパッケージは、例えば登録商標Tetra Brik Aseptic（登録商標）およびTetra Brik（登録商標）で知られる平行六面体のパッケージ、および一般に登録商標Tetra Prisma（登録商標）およびTetra Prisma Aseptic（登録商標）で知られ、傾斜した隅を有するほぼ平行六面体のパッケージを含む。
【０００４】
包装材料ウェブの連続的供給は、供給リールからウェブを巻き出すことによって達成される。ウェブが、一連の固定ローラおよび垂直可動式の浮動ローラで構成されたマガジンを通過してから、包装材料ウェブを滅菌し、包装材料ウェブの縁を長手方向に密封して、上述したように包装材料の長手方向に密封した製品充填管を形成するため連続機械ステーションに入る。供給リールがほぼ空になると、ウェブの後端をクランプして横方向に切断し、新しい第２リールから巻き出されたウェブの先端を、第１ウェブの後端に重ね合わせる。
【０００５】
次に包装材料の第２ウェブの先端を、既知の方法の例えばヒートシールによって、第１供給リールからのウェブの後端に重ね継ぐ。重ね継ぎ作業を実行する間、包装機はマガジンから包装材料の第１ウェブを引き出して密封パッケージを連続して生産している。これにより、浮動ローラは、機械が包装材料が消費されるにつれ、上方向に移動する。重ね継ぎが完了すると、包装材料の第１ウェブにより、マガジンおよび連続機械ステーションを通して包装材料の第２ウェブが引き出される。浮動ローラは、全て密封済みパッケージの連続生産を中断することなく、通常の下方位置に復帰する。この重ね継ぎ方法を実行する自動重ね継ぎユニットは、欧州特許第２８３０８６号から知られている。包装機のプログラム可能な論理制御装置は、重ね継ぎを実行するたびに、重ね継ぎされた材料を含むパッケージが棄却されるようプログラムされる。消費者の安全を保証するため、重ね継ぎの上流にある数パッケージおよび重ね継ぎの下流にある数パッケージも棄却される。
【０００６】
上述した重ね継ぎ技術は満足できるものであるが、特に重ね継ぎ事態の構造に関して、改善の余地があるが判明している。現在の技術は、第２ウェブの先端をウェブ自身の面に垂直に切断し、それを第１ウェブの後端に直接重ね継ぎする必要がある。１時間に２０，０００個以上のパッケージを生産することができる包装機を中断せずに連続運転できるため、これを高速で実行しなければならない。しかし、ウェブの切断端で露出した繊維が、包装機の滅菌システムを通過する。次に、重ね継ぎ自体を含むパッケージが棄却される前に、露出した繊維が、長手方向に密封された包装材料管の製品と接触する。したがって、露出した繊維に取り込まれた埃や微生物が、重ね継ぎをする場合に棄却されるパッケージ内で廃棄されるべき製品の上流にある製品を汚染する危険性が、最小ではあるが存在する。
【０００７】
フランス特許第１，４５３，９９７号から、容器を製造するために積層材料を防水層と重ね継ぎする技術が知られている。この技術は、１層の材料の端部を傾斜表面で切断し、次いで防水層で覆う。防水層は傾斜した表面も覆い、傾斜表面の端部より先まで延びる長さに切断され、切断端の周囲に折り畳まれてそれを密封することができるフラップを画定する。しかし、フランス特許第１，４５３，９９７号で知られている方法では、切断端を密封するために、重ね継ぎの周囲に折り畳むことができるポリエチレンのフラップを付けた状態で、形成、充填および密封タイプの充填機の連続運転中に、包装材料の積層ウェブを切断することは不可能である。
【０００８】
米国特許第３，４４９，１８６号から、各区画が、自身上に被覆されたヒートシール可能な材料を少なくとも１層有するよう、ウェブ材料の２つの区画を相互に重ね継ぎする技術が知られている。相互に重ね継ぎすべきウェブは両方とも、予め切断するか、切欠きを入れる。両方のウェブを引き裂いて、楔形の区画を生成する。楔形の区画はウェブの区画から引き裂かれ、１区画のヒートシール可能な部分を、他方の引き裂いた部分に載せ、２つの区画を相互にヒートシールする。その結果、元のウェブ材料と同様の厚さの結合部が生じる。この技術は、包装材料の生産工場で使用するには適切であるが、形成、充填および密封タイプの包装機の連続運転中に、米国特許第３，４４９，１８６号から知られている方法で両方のウェブを予め切断し、両方のウェブから楔形の区画を引き裂いて、それを相互に重ね継ぎすることは不可能である。その結果生じる重ね継ぎが、元のウェブ材料と同様の厚さであるので、製品が充填され、重ね継ぎを含む密封済みパッケージを棄却できるよう、重ね継ぎを検出することも困難になる。さらに、引き裂く作業は必然的に大量の埃を生成する。これは包装材料の生産工場では制御することができるが、包装機では、紙埃を大量に生成するいかなる技術も、確実に避けねばならない。
【０００９】
米国特許第４，７５５，４１２号から、補剛層で開始ウェブを形成し、層を一定間隔の長手方向の帯域に切断してから帯域を切断して包装細片に分割することによって作成する積層品も知られている。切断部は等間隔であり、各帯域を相互の幅の比率が５：１〜３：２の状態で２つの端領域に分割する。層の厚さを減少させてから、液密の熱可塑樹脂層をウェブ上に押し出して、それと積層にし、全幅を覆う。広い方の端領域にある積層品の厚さは、徐々に最小の厚さへと減少し、端領域幅の半分以上の幅の区域で、その最少厚さが維持される。ウェブの１つの長手方向縁を、最小厚さ区域の中心で線に沿って１８０°折り畳む。この方法により、この方法で製造したウェブを使用して、形成、充填および密封タイプの充填機で長手方向に密封され、製品を充填した連続管を形成する場合、追加の密封細片を必要とせず、長手方向の密封帯域に厚くなった帯域を生成せずに、長手方向の縁を相互に密封することができる。しかし、この場合も、米国特許第４，７５５，４１２号から知られている方法では、形成、充填および密封タイプの充填機の連続運転中に、包装材料の積層ウェブの後端を横方向に切断し、それを包装材料の新しいロールの先端に重ね継ぎすることは不可能である。
【００１０】
（発明の目的）
したがって、上述したタイプの包装機で密封済みパッケージを中断せず連続生産する間に、１つの包装材料ウェブの先端を別の包装材料ウェブの後端に接続するため、改良された重ね継ぎ部を提供する必要がある。
【００１１】
したがって、形成、充填、密封タイプの包装機の中断されない連続運転中に、注入可能な食品を包装するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎし、現在の方法で遭遇する問題を克服する方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１２】
この目的内で、包装材料のマガジンを延長する必要なく、注入可能な食品を包装するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎし、従来の重ね継ぎ法とほぼ同時間で実行することができる方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１３】
本発明の別の目的は、注入可能な食品を包装するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎし、包装機のマガジン、滅菌ステーションおよびパッケージ形成ステーションを通過する時に、破損しないような構造的に単純な重ね継ぎを提供する方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、注入可能な食品を包装するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎし、包装される製品と接触すべき包装材料の端部で、切断した繊維の密封を保証する方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、注入可能な食品を包装するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎし、包装される製品と接触すべき包装材料の内層の保全性と連続性を可能にする方法を提供することである。
【００１６】
（発明の開示）
上述した目的、および以下で明白になるその他は、形成、充填および密封タイプの包装機で注入可能な食品の密封済みパッケージを製造するため、折目つき積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを相互に重ね継ぎする方法によって達成され、方法は、各ウェブが、包装される食品と接触すべき内面を画定する少なくとも１つのポリマ層で覆われた第１側と、外面を画定する少なくとも１つの第２ポリマ層で覆われた第２側とを有する少なくとも１つの繊維系層を備え、前記方法は、
−前記内面を所定の方向に配向した状態で、前記第１ウェブの端部分を保持するステップと、
−切り下げ面を形成するため、前記第２ウェブの端部分を切り下げするステップと、
−前記第２ウェブの前記外面が前記第１ウェブの前記内面と接触する状態で、前記第２ウェブの前記切り下げ面を前記第１ウェブの端部分に重ね合わせるステップと、
−前記第２ウェブの前記切り下げ面を前記第１ウェブの前記端部分に接合するステップとを含み、
それによって重ね継ぎを提供し、前記第１ウェブの前記内面と前記第２ウェブの前記内面とが、ともに一体の連続する内面を画定する。
【００１７】
本発明のさらなる特徴および利点は、その好ましい実施形態の例示的な図から明白になる。
【００１８】
（好ましい実施形態の説明）
図１を参照すると、参照番号１および２はそれぞれ、包装材料の第１ウェブの後端部分および第２ウェブの先端部分を示し、これはは従来の方法で相互に重ね継ぎされる。積層包装材料ウェブ１、２は、牛乳、トマト・ピューレ、ヨーグルト、フルーツ・ジュース、ワイン、茶などの注入可能な食品の密封済みパッケージを製造するために使用するタイプである。
【００１９】
各ウェブ１、２は、紙などの材料で作成した繊維系層３を含む多層構造を有する。繊維系層３は、一方側が内層４で覆われ、これは密封されたパッケージの内面を構成し、包装される注入可能な食品と接触するものとする。繊維系層の反対側は外層５で覆われ、これは例えばポリエチレンなどのプラスチック材料で構成してもよい。外層５は通常、ウェブの長さに沿って反復する印刷パターンを備える。密封済みパッケージの製造中に、反復パターンを既知の方法で各完成パッケージに配置する。
【００２０】
図１に示すウェブ１、２は、従来の技術を使用して重ね継ぎ部６で相互に接続される。第１ウェブ１のヒートシール可能な材料の内層４を、第２ウェブ２のヒートシール可能な材料の外層５に重ね継ぎ、つまりヒートシールする。上述したように、この技術は、形成、充填および密封タイプの充填機で重ね継ぎしたウェブを使用してパッケージを製造すると、重ね継ぎ部６に繊維系層３の露出した端部７が生成され、製品と接触するという欠点を有する。
【００２１】
図２から図４は、包装材料の２つの連続ウェブを相互に重ね継ぎし、本発明により、形成、充填および密封タイプの包装機で注入可能な食品の密封済みパッケージを製造するために使用するタイプの改良型の方法を示す。
【００２２】
参照番号１０および２０はそれぞれ、形成、充填および密封タイプの包装機で注入可能な食品の密封済みパッケージを製造するために予め作成された積層包装材料の第１ウェブと第２ウェブを示す。第１ウェブ１０は、例えばポリエチレンなどの第１ポリマ層１３で覆われ、包装される食品と接触すべき内面１４を画定する第１側１２を有する繊維系層１１を備える。第１ウェブの繊維系層１１は、例えばポリエチレンなどの少なくとも１つの第２ポリマ層で覆われ、外面１７を画定する第２側１５も有する。
【００２３】
同様に、第２ウェブ２０は、例えばポリエチレンなどの第１ポリマ層２３で覆われ、包装される食品と接触すべき内面２４を画定する第１側２２を有する繊維系層２１を備える。第２ウェブ２０の繊維系層２１は、例えばポリエチレンなどの少なくとも１つの第２ポリマ層２６で覆われ、外面２７を画定する第２側２５も有する。
【００２４】
包装材料ウェブ１０、２０を、超高温で処理された牛乳（ＵＨＴ牛乳）などの注入可能な製品の無菌包装に使用する場合、食品に接触した状態で配置すべき各包装材料ウェブの内面１４、２４には、例えばアルミニウムなどのバリア材の層（図示せず）も設け、これをポリエチレンなどのプラスチック材料の層で覆う。
【００２５】
図２から図４で示すように、本発明による方法は、第１ウェブ１０の内面１４を所定の方向に配向した状態で、第１ウェブ１０の後端部分を保持することを含む。これは、実際には第１ウェブを包装材料の供給リールから巻き出して、形成、充填および密封タイプの包装機に供給する時に生じる。供給リールをほぼ使い尽くすと、第１ウェブ１０の後端部分１８を、既知のクランプ手段で所定の位置に、つまり第１ウェブ１０の後端部分１８の内面１４が第２ウェブ２０の先端部分２８の外面２７に面する状態で保持する。
【００２６】
第２ウェブ２０の先端部分２８は、重ね継ぎできる状態になるよう準備しなければならない。図３に示すように、これは第２ウェブの先端部分２８を切り下げて、切り下げ面２９を形成することによって実行する。切断ステップは、第２ウェブ２０の外面２４と切り下げ面２９との間に鋭角を画定するような方法で実行する。第２ウェブ２０の外面２４と切り下げ面２９間に画定される鋭角は、１０°と４０°の間に含まれ、好ましくは１５°と２５°の間に含まれて、最も好ましくは約２０°の角度である。この切断作業は、通常、実際には重ね継ぎ作業の前で、第２ウェブを準備し、重ね継ぎのために包装材料のリバース・ロールから巻き出す時に実行される。
【００２７】
後端部分１８の内面１４が第２ウェブ２０の先端部分２８の外面２７に面した状態で、第１ウェブ１０の後端部分１８を保持し、第２ウェブ２０の先端部分２８を切断して、第２ウェブ２０の外面２４と切り下げ面２９の間に鋭角を画定するよう切り下げ面２９を形成したら、切り下げ面２９を第１ウェブの後端部分１８に重ね合わせる。この位置で、図３に示すように、第２ウェブ２０の外面２７が第１ウェブ１０の内面１４と接触している。
【００２８】
図４を参照すると、本発明による方法の次のステップは、第２ウェブ２０の切り下げ面２９を第１ウェブ１０の後端部分１８に接合することにある。実際には、これは、第１ウェブ１０の後端部分１８および第２ウェブ２０の先端部分２８に、任意の適切な技術で熱と圧力とを加えることによって実行する。例えば、包装材料が、注入可能な製品の無菌包装に使用するタイプで、アルミニウムのバリア層（図示せず）を設けてある場合は、誘導加熱またはインパルス加熱を使用することができる。切り下げ面２９の上流にある第２ウェブ２０の外面２７は、第１ウェブ１０の内面１４にも密封することができる。
【００２９】
図４で分かるように、上述した技術は重ね継ぎ部３０を生成し、包装材料の厚さは、元のウェブ、つまり第１ウェブ１０または第２ウェブ２０の厚さの２倍になる。しかし、影響を受けるパッケージを棄却するため、包装材料の厚さの変化を使用して、重ね継ぎの存在を検出する現代の形成、充填および密封タイプの包装機では、これは望ましいことである。
【００３０】
本発明による重ね継ぎ部３０では、第１ウェブ１０も第２ウェブ２０も、その繊維系層２１、１１の繊維が包装プロセス中に製品に曝露しないので有利である。これは、第２ウェブ２０の切り下げ面２９を第１ウェブ１０の内面１４に密封することによって達成される。この方法で、第１ウェブ１０の内面１４と第２ウェブ２０の内面２４とがともに、一体の連続する内面１４、２４を画定することに留意することが重要である。
【００３１】
本発明による方法での別の利点は、相互に重ね継ぎする２つのウェブのうち一方しか変更する必要がないことである。これによって、中断せずに第１ウェブを連続放送プロセスに使用することができ、第２ウェブの先端のみ、単に切り下げ部２９を設けることによって、重ね継ぎの準備をするだけで良い。重ね継ぎを実行しようとする時のみ、第１ウェブ１０を所定の位置に保持する。必要に応じて、第１ウェブ１０の後端１９を切断し、直線で一様な後端１９を提供することができる。しかし、これは、第２ウェブ２０の切り下げ部分２９を前記第１ウェブ１０の後端部分１８に重ね合わせる直前に実行するだけでよい。
【００３２】
さらなる利点は、この改良された新しい重ね継ぎ技術を包装機に使用する場合、図１で示したような従来の重ね継ぎ技術とほぼ同じ時間で終了できることである。つまり、本発明による新しい重ね継ぎ技術を使用する場合も、形成、充填および密封タイプの包装機に通常設けた従来の包装材料マガジンで十分である。したがって、新しい重ね継ぎ技術を、最小限の変更で既存の包装機に導入することができる。
【００３３】
本明細書で説明したような本発明は、添付請求の範囲の範囲から逸脱することなく、変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の重ね継ぎ技術で相互に重ね継ぎした２つの包装材料の長手方向中間軸に沿って切り取った概略断面図である。
【図２】 本発明による方法で重ね継ぎをするため準備された２つの積層包装材料ウェブを示す、図１と同様の概略断面図である。
【図３】 重ね合わせて、本発明による方法で相互に重ね継ぎをする準備が整った、図２の積層包装材料ウェブの概略断面図である。
【図４】 本発明による方法で相互に重ね継ぎした、図２および図３の積層包装材料ウェブの概略断面図である。

Claims (7)

1. 形成、充填および密封タイプの包装機で注入可能な食品の密封済みパッケージを製造するため、予め作成した積層包装材料の第１ウェブ（１０）の後端部分（１８）と第２ウェブ（２０）の先端部分（２８）を相互に重ね継ぎする方法で、各ウェブ（１０、２０）が、包装される食品と接触すべき内面（１４、２４）を画定する少なくとも１つのポリマ層（１３、２３）で覆われた第１側（１２、２２）と、外面（１７、２７）を画定する少なくとも１つの第２ポリマ層（１６、２６）で覆われた第２側（１５、２５）とを有する少なくとも１つの繊維系層（１１、２１）を備え、前記第１ウェブ（１０）と第２ウェブ（２０）はそれぞれのリールから巻き出し方向へ巻き出され、前記第１ウェブ（１０）がリールから巻き出されて該第１ウェブ（１０）から密封済みパッケージが連続製造されている間に、その連続製造を中断することなく、第１ウェブ（１０）の後端部分（１８）と第２ウェブ（２０）の先端部分（２８）は前記巻き出し方向に対して横方向へ相互に重ね継ぎされるようにする方法であって、前記方法が、
   −前記第１ウェブ（１０）の前記内面（１４）を所定の方向に配向した状態で、前記第１ウェブ（１０）の前記後端部分（１８）を保持する保持ステップと、
   −前記第２ウェブ（２０）の前記先端部分（２８）を切り下げて前記横方向へ延びる切り下げ面（２９）を形成し、前記第２ウェブ（２０）の前記内面（２４）と前記切り下げ面（２９）との間の角度を１０°〜４０°の鋭角にする切り下げステップと、
   −前記第２ウェブ（２０）の前記外面（２７）が前記第１ウェブ（１０）の前記内面（１４）と接触する状態で、前記第２ウェブ（２０）の前記切り下げ面（２９）を前記第１ウェブ（１０）の前記後端部分（１８）に重ね合わせる重ね合わせステップと、
   −前記第２ウェブ（２０）の前記切り下げ面（２９）を前記第１ウェブ（１０）の前記後端部分（１８）に接合する接合ステップとを含み、
   それによって重ね継ぎ部（３０）を提供し、前記第１ウェブ（１０）の前記内面（１４）と前記第２ウェブ（２０）の前記内面（２４）とが一体の連続する内面（１４、２４）を形成するようにする方法。
2. 前記接合ステップが、第１ウェブ（１０）の後端部分（１８）および前記第２ウェブ（２０）の前記先端部分（２８）に熱および圧力を加えるステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記保持ステップが、前記第１ウェブ（１０）の前記内面（１４）が前記第２ウェブ（２０）の前記外面（２７）に面する状態で、前記第１ウェブ（１０）を保持することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記切り下げステップが、前記第２ウェブ（２０）の前記内面（２４）と前記切り下げ面（２９）との間の角度を１５°と２５°の間にするように切断することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記切り下げステップが、前記第２ウェブ（２０）の前記内面（２４）と前記切り下げ面（２９）との間の角度を約２０°にするように切断することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記切り下げステップを前記保持ステップより前に実行する、請求項１に記載の方法。
7. 前記重ね合わせステップの前に、前記第１ウェブ（１０）の後端部分（１８）を切断する中間ステップを含む、請求項１に記載の方法。

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