JP4744780B2 - 包装材料のウェブを加工処理するためのユニット - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、注出可能な食品の密封包装物を作るために包装材料のウェブ（紙匹）を加工処理するためのユニットに関する。
【０００２】
（背景技術）
知られているように、果物ジュース、低温殺菌牛乳またはＵＨＴ（超高温処理された）牛乳、ワイン、トマト・ソースなどの多くの注出可能な食品が、滅菌された包装材料で作った包装物に入れて販売されている。
【０００３】
このような包装物の代表例として、Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）として知られている液体または注出可能な食品用の平行六面体の包装物が挙げられ、これは積層包装材料のウェブを折り曲げて封止することによって形成する。包装材料は、両側がヒートシール・プラスチック材料層、例えばポリエチレンによって覆った繊維質材料、例えば紙の層から成る多層構造を有する。ＵＨＴ牛乳などの長期保存製品用の防腐処理をした包装物の場合には、包装材料はまた例えばアルミニウム薄膜によって画定した酸素遮断材料層を含み、この酸素遮断材料層はヒートシール・プラスチック材料層の上に重ねられ、また食品と接触する包装物の内面を終局的に画定する別のヒートシール・プラスチック材料層によって覆っている。
【０００４】
知られているように、このような包装物は完全自動包装機械で製造し、この機械の上で連続筒がウェブの形で供給する包装材料から形成される。
【０００５】
さらに詳しく言うと、包装材料のウェブは滅菌され、それから形成ユニットに送られ、この上で折り曲げられて縦方向に密封され、垂直筒を形成する。筒は滅菌または無菌処理した食品で満たされ、複数のジョーの対によって密封され、次いで等間隔の断面で切断され、まくら状のパックを形成し、ついでこれは機械的に折り曲げられて、完成した例えばほぼ平行六面体形状の包装物を形成する。
【０００６】
形成ユニットの上流に、包装材料のウェブを、さまざまな補助作業を実施するための加工処理ユニットを通じて給送することができ、これらの補助作業には、プルオフ・タブ（引きはがしつまみ）、ねじ、蝶番式キャップなどの開口装置付き包装物を製造するときに、例えばウェブ上の所定の点に多くの貫通開口部または孔を開けること、そして孔の上に開口装置を固定するための１つまたは複数の作業を含むことができる。
【０００７】
最も普通に使用する開口装置としては、ヒートシール・プラスチック材料の小さなシートによって画定されて、最終的には包装物の内側を形成するウェブの側におけるそれぞれの孔を覆ってヒートシールされているパッチ、および包装材料の反対側に貼り付けて、パッチにヒートシールされているプルオフ・タブが含まれる。タブとパッチとは互いに接着するので、タブを引き離すと、タブにヒートシールしたパッチの部分もまた除去されて、孔を開放する。
【０００８】
いったんタブを引き離した包装物を閉じるためには、タブの周りの包装材料部分に、通常はプラスチック材料で作ってそれぞれの孔を閉じるための除去可能なねじまたは蝶番式キャップを嵌めるフレーム要素を嵌め込むのが普通である。
【０００９】
代替策として、例えば特許ＷＯ９８／１８６０９に記載されているように、ウェブにおける孔の上に直接プラスチック材料を射出することによって貼り付ける閉鎖可能な開口装置も知られている。
【００１０】
知られているある機械では、包装材料のウェブは加工処理ユニットを通じて給送システムによって給送し、この給送システムは参照要素を検出するための光センサによって発生する信号に応答して制御するサーボモータによって制御される給送ローラを含み、この参照要素は通常はウェブに沿って所定の間隔で繰り返されるバー・コードなどの予め印刷したマーカである。
【００１１】
打ち抜きステーションおよびそれぞれパッチとプルオフ・タブを貼り付けるための２つのヒートシール・ステーションとを含む加工処理ユニットの場合には、特にタブ密封ステーションにおけるウェブの位置決めにおいて、高度の精密さが必要とされる。
【００１２】
すなわち、ウェブにおいて孔の完全な密封を確実にするためには、パッチとタブのサイズを、ヒートシール・ステーションの作業位置と孔自体との間の最大偏差に比例させなければならない。しかしタブのサイズは、タブに貼り付けるフレームとキャップとのサイズを直接決定し、したがって比較的大きなキャップを使用する場合の明白な欠点を回避するためにできるだけ小さく保たれなければならない決定的なパラメータである。
【００１３】
同様に、加工処理ユニットが打ち抜きステーションに加えて、ウェブにおけるそれぞれの孔に直接閉鎖可能な開口装置を射出成形するためのステーションを含むときには、各孔を囲むウェブの部分を正確に成形用キャビティの内部に位置付けて、キャビティの中に射出する熱可塑性材料の正確な流れを確実にし、よってウェブの両側における孔の縁部の正確な密封を確実にすることが必要である。
【００１４】
したがって、業界内ではユニット（装置）の各ステーションにおけるウェブの加工処理においてさらに高い精度が要求されている。
【００１５】
（発明の開示）
本発明の目的は、注出可能な食品の密封包装物を製造するための包装材料のウェブを加工処理するユニットであって、ウェブの同じ部分における少なくとも２つの連続する作業の実施において高度の精密さをもたらすユニットを提供することである。
【００１６】
本発明によると、注出可能な食品の密封包装物を製造するための包装材料のウェブを加工処理するユニットが提供され、このユニットは、前記ウェブに多くの貫通孔を形成するための少なくとも１つの第１ステーションと、包装物を開けるためのそれぞれの開口装置を付けることによって前記孔を密封するための第２ステーションと、前記第１ステーションと前記第２ステーションとを通る１つの経路に沿って前記ウェブをステップ（段階状）給送するための給送装置と、位置センサであって、前記ウェブ上の参照要素がこのセンサを通過したことを示す存在信号を発生する位置センサと、前記存在信号に応答して前記給送装置を制御するための制御手段とを含むユニットであり、前記参照要素が前記ウェブにおける前記孔と所定の関係をもち、前記ユニットはまた作動手段を含み、作動手段は前記第２ステーションと協働してこの第２ステーションを前記経路に平行な方向に動かし、該第２ステーションの位置を前記存在信号の関数として調節するために前記制御手段によって活動化されることを特徴とする。
【００１７】
次に、本発明の好適な、しかしながら限定するものではない実施形態を添付の図面を参照して例として説明する。
【００１８】
（発明を実施するための最良の様式）
図１における番号１は、低温殺菌牛乳またはＵＨＴ牛乳、果物ジュース、ワインなどの、注出可能な食品の密封包装物（図示せず）を作るために包装材料のウェブ２を処理する、本発明によるユニット全体を指す。
【００１９】
ユニット１は、包装材料のウェブ２から前記包装物を連続的に製造するための包装機械（図示せず）に組み込むことができる。特に、ウェブ２は折り曲げて周知の方法で縦方向に密封され、垂直の筒を形成し、この筒は滅菌または無菌処理した食品で満たされ、等間隔の断面で密封され、次の機械的折り曲げ作業にかけられて、完成包装物を形成する。
【００２０】
ウェブ２０はユニットを通じて経路Ｐに沿って給送し、その片面には、光学的に検出可能な多くの参照要素、例えば１個の包装物を製造するために使用するウェブ２の長さからウェブ２の不可欠の製造許容誤差を引いたものに等しい間隔を有する経路Ｐに沿って、等間隔に離隔したそれぞれのバー・コードＣ（図４）を含むことが便利である予め印刷されたマーカが設けられている。
【００２１】
包装材料のウェブ２は多層構造を有し、実質的に、繊維質材料の層、例えば両側がポリエチレンなどのそれぞれのヒートシール・プラスチック材料層によって覆われている紙を含む。最終的には包装物の内面を形成して食品と接触するウェブ２の側は、例えば両側をポリエチレンなどのそれぞれのヒートシール・プラスチック材料層によって覆っているアルミニウム膜によって画定された、遮断材料の層も有する。
【００２２】
ユニット１は、経路Ｐの第１垂直部分Ｐ１に沿って位置する周知の打ち抜きステーション３（概略的にのみ示す）を含み、ここでウェブ２は打ち抜かれて多くの開口部または孔４を形成する（図４）。これらの孔は図示した例では、ほぼオジー形（弓形）を呈し、経路Ｐに沿って等間隔に並び、この間隔は、１個の包装物を形成するのに使用する包装材料の長さからウェブ２の前記製造許容誤差を引いたものに等しい。
【００２３】
ユニット１はまた、ステーション３の下流に、経路Ｐの第２水平部分Ｐ２に沿って直列に、それぞれパッチ７とプルオフ・タブ８とを各孔４にウェブ２の対向側で貼り付けるための第１および第２ステーション５、６（周知であり単に概略的に示す）を含む。
【００２４】
特に、パッチ７はヒートシール・プラスチック材料の小さな矩形シートによって画定され、終局的には包装物の内側を形成するウェブ２の面の上で、それぞれの孔４を覆ってステーション５でヒートシールされ、タブ８もまたヒートシール・プラスチック材料で作られ、矩形であって、終局的には包装物の外側を形成するウェブ２の面の上で、それぞれのパッチ７に対してステーション６でヒートシールされる。特に、ステーション５、６において実施する作業の終わりには、各タブ８はウェブ２におけるそれぞれの孔４に対して外向きに突出し、密封区域を覆ってそれぞれのパッチ７に接合され、密封区域は孔４の横縁部の近くでその内側に延び、タブ８を引き離すと除去されるパッチ７の引き裂き部分を画定する。
【００２５】
包装材料のウェブ２と同様、各タブ８は多層構造を有し、ヒートシール・プラスチック材料、例えばポリエチレンの層によって画定され、この一面は終局的にはそれぞれのパッチ７に接着し、またパッチ７と反対側では、ヒートシール・プラスチック材料層に固定した通常はアルミニウムである遮断材料層によって画定される。
【００２６】
ユニット１はまた、ステーション３、５、６を通る経路Ｐに沿ってウェブ２をステップ給送するために給送装置１０を含む。
【００２７】
特に、給送装置１０は２つのローラ１１、１２を含み、これらのローラ１１、１２はウェブ２の対向面と協働し、経路Ｐの部分Ｐ２の下流端部を画定し、サーボモータ１３によって制御され、ウェブ２は経路Ｐの部分Ｐ１から部分Ｐ２へアイドル・ガイド・ローラ１４によって導かれる。
【００２８】
特に、ローラ１１は、第１、例えば歯付きベルト伝達装置１５を介してサーボモータ１３によって制御され、次いで第２、例えば歯車伝動装置（図示せず）を介してローラ１２を制御する。
【００２９】
給送装置１０、特にサーボモータ１３は存在信号Ｓに応答して制御装置２０によって制御され、存在信号Ｓは経路Ｐに沿って位置する位置センサ２１、例えば光電管によって発生し、ウェブ２上におけるコードＣの、センサ２１の通過を示す。
【００３０】
特に、センサ２１は図示した例では経路Ｐに沿ってステーション３の下流近くに位置しているので、ステーション３において形成された各孔４とそれぞれのコードＣとの間の距離は、ユニット１を通るウェブ２にかかる不可欠の引っ張りによって影響されず、センサ２１によるコードＣの検出は、それぞれの孔４の検出に極めて正確に対応する。
【００３１】
存在信号Ｓは、ウェブ２上のコードＣがセンサ２１を通過すると、第１例えば高論理レベルをとり、その他の条件においては第２例えば低論理レベルをとる。
【００３２】
本発明の１つの重要な態様は、ユニット１が作動装置２２も含み、この作動装置２２はステーション６と協働して、経路Ｐの部分Ｐ２に平行な方向にステーション６を動かし、制御装置２０によって活動化されて、センサ２１によって発生する存在信号Ｓの関数としてステーション６の位置を調節することである。特に、この調節は、図１に概略的に示したガイド２３に沿って滑動するステーション６によって行われる。
【００３３】
図２、３を参照すると、作動装置２２は実質的に、固定した支持構造２５によって支えられた電気ステップ・モータ２４と、モータ２４の出力軸２７とステーション６のプレート状構造部分２８との間に介在して、軸２７の回転を経路Ｐの部分Ｐ２に平行な方向のステーション６の直線変位に変換するための運動変換組立品２６とを含む。
【００３４】
特に、支持構造２５は、ステーション６の構造部分２８と対向する周辺Ｃ形状空洞３１を画定する、ほぼ矩形の基礎プレート３０と、空洞３１に係合するように基礎プレート３０に固定したほぼ角柱状のカップ形状部材３２とを含み、またこの部材３２はステーション６に面する側方開口部３３を有し、さらにモータ２４が同軸状に固定された環状ディスク部材３５によって部分的に閉ざされた上開口部３４を有する。
【００３５】
図２、３に示すように、軸２７はある一定量の半径方向間隙を伴ってディスク部材３５と係合し、カップ形状部材３２の内部に突き出ている。
【００３６】
組立品２６は、軸２７にぴったり合ってカップ状部材３２の内部に収容されたカム部材３６と、ステーション６の構造部分２８の付属物３８に回転式かつ軸固定式に取り付けられて、カム部材３６と協働するタペット・ローラ３７とを含む。
【００３７】
特に、カム部材３６はほぼ円筒状のスリーブ４０によって画定され、このスリーブ４０からほぼ環状の輪郭フランジ４１が放射方向に突き出ている。フランジ４１は、半径が次第に増える曲線によって画定されたカム・プロフィルを有し、この端部は実質的に放射方向の破断部分によって接合されている。
【００３８】
カム部材３６、特にスリーブ４０は、ベアリング４２を介在させることによって、カップ形状部材３２の上開口部３４に対向する底壁４４（図２）から突出する円筒状付属物４３と、同軸状にぴったり合っている。
【００３９】
カム部材３６とタペット・ローラ３７は、プレート３０とステーション６の構造部分２８との間に介在する２つのガータ・スプリング４５によって接触し、経路Ｐの部分Ｐ２に平行なそれぞれの軸を有するように維持されている。特に、各スプリング４５は、プレート３０から突き出たブラケット４６に固定した第１端部と、ステーション６の構造部分２８から突き出たピン４７に固定した反対側の第２端部とを有する。
【００４０】
図１を参照すると、制御装置２０はセンサ２１からの存在信号Ｓを受信し、ステーション３、４、５、供給装置１０、および作動装置２２をそれぞれ制御するための出力信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を発生させる。
【００４１】
特に、ステーション６の位置を調節するために、各タブ８をウェブ２におけるそれぞれの孔４に貼り付ける前に、制御装置２０は、図５における論理ブロック図を参照して以下に説明する作業を実行する。
【００４２】
図５に示すように、制御装置２０は、ウェブ２におけるそれぞれの孔４に対するコードＣのセンサ２１の通過を示す存在信号Ｓを取得する（ブロック５０）。
【００４３】
次に、制御装置２０は存在信号Ｓを処理し、実際の瞬間コードＣのセンサ２１通過と、通過が起るべき予測またはプログラムされた瞬間との間の、時間Ｔの絶対値と符号とを計算する。（ブロック５１）。
【００４４】
上で決定した時間Ｔとウェブ２の移動速度との関数として、制御装置２０は、作動装置２２のカム部材３６が、タブ８が孔４に対して正しく心合せされて貼り付けられるステーション６の作業位置に到達するために、どの距離だけどの方向にその現在角位置から回転しなければならないかを計算する（ブロック５２）。換言すれば、制御装置２０は、タブ８をそれぞれの孔４をおおう中心にヒートシールするために、作動装置２２によってステーション６を動かすべき距離の絶対値と符号とを計算する。
【００４５】
上で決定した変位量の関数として、制御装置２０は信号Ｃ５を発生させ、作動装置２２のモータ２４を制御する（ブロック５３）。
【００４６】
本発明によるユニット１の利点は次の説明から明らかになろう。
【００４７】
特に、センサ２１によってウェブ２における各孔４の実際の位置を検出し、センサ２１によって発生する存在信号Ｓの関数としてステーション６の位置をその都度調節することによって、タブ８はそれぞれの孔４の上に正しく心合せされて貼り付けられ、こうして確実に孔４の最適密封を行い、タブ８のサイズ低減を可能にする。
【００４８】
明らかに、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、ここに説明図示したユニット１に変更を行うことができる。
【００４９】
特に、コードＣの代りに、センサ２１は孔４自体の通過を検出してもよく、この場合には、センサ２１はステーション３、６間のどの地点に置くこともでき、ステーション６の位置を、検出にしたがって、ステーション６を活動化する前に調節し、タブ８を検出した孔４の上に貼り付けることを可能にする。
【００５０】
ユニット１はまた、作動装置２２と同一のさらにもう１つの作動装置を含むことができ、この作動装置は、経路Ｐの位置Ｐ２に平行な方向にステーション５の位置を調節するために、制御装置２０によって制御される。
【００５１】
最後に、さまざまな作業を打ち抜き作業から下流側で実施することができる。例えば、第２作業は、ウェブ２におけるそれぞれの孔４の上に直接閉鎖可能な開口装置を射出成形することを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 注出可能な食品の密封包装物を製造するための包装材料のウェブを加工処理する本発明によるユニットの概略側面図である。
【図２】 図１に示すユニットの作動組立品の、部分的に断面を示す拡大側面図である。
【図３】 図２に示す作動組立品の縮小分解斜視図である。
【図４】 加工処理中のウェブの一部分を示す斜視図である。
【図５】 図１のユニットにおける制御装置の作業の一部分を示す論理ブロック図である。

Claims (10)

1. 注出可能な食品の密封包装物を製造するための包装材料のウェブ（２）を加工処理するユニット（１）において、前記ウェブ（２）に多くの貫通孔（４）を形成するための少なくとも１つの第１ステーション（３）と、包装物を開けるためのそれぞれの開口装置（７、８）を付けることによって前記孔を密封するための第２ステーション（６）と、前記第１ステーションと前記第２ステーション（３、６）とを通る１つの経路（Ｐ）に沿って前記ウェブ（２）をステップ給送するための給送装置（１０）と、位置センサ（２１）であって、前記ウェブ（２）上の参照要素（Ｃ；４）がこのセンサ（２１）を通過したことを示す存在信号（Ｓ）を発生する位置センサ（２１）と、前記存在信号（Ｓ）に応答して前記給送装置（１０）を制御するための制御手段（２０）とを含むユニット（１）であって、前記参照要素（Ｃ；４）が前記ウェブ（２）における前記孔（４）と所定の関係をもち、前記ユニット（１）がまた作動手段（２２）を含み、該作動手段（２２）は前記第２ステーション（６）と協働してこの第２ステーションを前記経路（Ｐ）に平行な方向に動かし、該第２ステーション（６）の位置を前記存在信号（Ｓ）の関数として調節するために前記制御手段（２０）によって活動化されることを特徴とするユニット（１）。
2. 前記制御手段（２０）が、前記存在信号（Ｓ）を取得するための取得手段（５０）と、前記参照要素（Ｃ；４）が前記センサ（２１）を通過する実際の瞬間と前記通過の予測される瞬間との間の時間間隔（Ｔ）の関数として、前記作動手段（２２）のための調節信号（Ｃ５）を発生させるための、発生手段（５３）とを含むことを特徴とする請求項１に記載のユニット。
3. 前記制御手段（２０）が、前記時間間隔（Ｔ）の絶対値と符号を決定するための第１計算手段（５１）と、各前記時間間隔（Ｔ）と前記ウェブ（２）の移動速度との関数として、前記ウェブ（２）におけるそれぞれの前記孔（４）をおおって中心に付けられる各前記開口装置（７、８）のために、前記第２ステーション（６）の所要変位量の絶対値と符号とを決定するための第２計算手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載のユニット。
4. 前記センサ（２１）が前記第１ステーション（３）の近くに位置していることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のユニット。
5. 前記センサ（２１）が前記経路（Ｐ）に沿って、前記第１ステーション（３）の下流に位置していることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のユニット。
6. 前記参照要素が包装材料のウェブ（２）に沿って繰り返される事前印刷されたコード（Ｃ）であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のユニット。
7. 前記の事前印刷されたコードがバー・コード（Ｃ）であることを特徴とする請求項６に記載のユニット。
8. 前記参照要素が、前記第１ステーション（３）において形成された前記孔（４）によって画定されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のユニット。
9. 各前記開口装置がプルオフ・タブ（８）とパッチ（７）とを含み、これらは互いに密封されて、前記ウェブ（２）の対向面にそれぞれの前記孔（４）において貼り付けられ、前記第２ステーションは前記プルオフ・タブ（８）を付けるためのステーション（６）であり、前記ユニット（１）はまた、前記パッチ（７）を付けるための、前記第１および第２ステーション（３、６）の間に介在する第３ステーション（５）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のユニット。
10. 前記第２ステーション（６）が、前記経路（Ｐ）に平行な方向にガイド（２３）に沿って滑動するように取り付けられ、前記作動手段（２２）が、電気モータ（２４）と、該モータ（２４）の出力軸（２７）と前記第２ステーション（６）構造部分（２８）との間に介在するカム手段およびタペット手段（３６、３７）とを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のユニット。

Images