JP5238262B2 - 上包みを密封及び収縮させるための多段加熱プレート - Google Patents

Description

開示する本発明は、上包みを用いて密封されたパッケージを製造する方法及び装置に関する。包装の技術分野、特にシガレット包装の技術分野において、新鮮さを維持し、かついたずら防止シールの機能を果たすために、最終パッケージを収縮包装フィルムで包装することは従来の方法である。シガレットパッケージを入れたフィルムを収縮させるために熱が加えられる。

シガレットのために使用されるような従来のパッケージは、「柔らかい」パックの場合は紙、又は「硬い」パックの場合は厚紙箱から成る外側容器又はパックを含む。パックは、次に、それを実質的に気密な材料で覆うことによって密封され、その重なった縁部は、互いに結合又は熱融着される。非溶融端部折り重ねシール及び全体的なフィルム気密性が改善された包装パッケージの必要性及び要望が当業技術に存在する。

Ｍａｔｔｅｉ他に付与された米国特許第４，８８７，４０８号は、製品包装材料の端部を密封する従来の方法を教示している。パッケージは、パッケージの３側面をＵ字状に覆う包装材料と共にドラム内に装填される。パッケージのドラムから離れる方向を向く側面に加熱器が接触する。加熱器は、包装材料の２側面を互いに結合し、パッケージの側面を鞘状に密封する。包装材料の端部は、パッケージを入れるために折り重ねられる。パッケージは、次に、３つの加熱ステーションを通して搬送され、折り重なった包装材料をそれ自体の上に融合することによってパッケージの上端と下端を密封する。

Ｆｏｃｋｅに付与された米国特許第４，３３０，９７７号はまた、パッケージを密封する加熱要素の使用を教示している。加熱要素を分離することにより、異なる密封温度の使用が可能になる。
Ｄｒａｇｈｅｔｔｉに付与された米国特許第５，４７７，６６１号は、シガレットパックをドラム上に装填し、低温で長時間加熱してパッケージを密封することを教示している。

「Ｈ」パターン（「Ｇ．Ｄ．Ｓｏｃｉｅｔａ’ｐｅｒ Ａｚｉｏｎｉ」によって使用されたような）及び矩形パターン（「Ｆｏｃｋｅ ＆ Ｃｏ．」によって使用されたような）を有する加熱器ブロックを密封のために使用することは従来方式である。これら２つの設計においては、オペレータは、複数の折り目を加熱するために必要な高温及び比較的長い期間に耐えることができない単独の折り目の溶融を回避するために温度を下げる必要がある。折り目が５層厚みの区域は、それによって不十分な加熱を受ける。
密封が不十分か又は全く正反対に溶融した包装材料を有することに加えて、従来の完成製品には、図１１に示すようなしわ８０がある。
従って、現在の装置及び方法は、信頼性のある端部折り目シールを有する均一でしわがないパッケージを生産できないことが見出されている。

従って、端部折り目密封を改善し、かつ包装の全体的外見を改善することになる上包みを製造する方法及び装置を提供することが本発明の目的である。本発明の更に別の目的は、ポリラップへの熱入力を管理して、収縮を増大させながらも溶融を防止することである。また、複数の別々のコントローラを使用して熱入力を改善することも本発明の目的である。本発明による多段加熱器は、これらの目的を達成する。

米国特許第４，８８７，４０８号 米国特許第４，３３０，９７７号 米国特許第５，４７７，６６１号

第１の実施形態によれば、フィルムに包まれたパッケージは、多段加熱プレートを使用して密封される。本発明の多段加熱プレートは、密封処理を様々な段に分離し、パッケージ包装材料、特に収縮包装材料に対してより均一な熱を与える一方で溶融を回避する。
当業者は、以下に列挙する図面を参照して実施形態の以下の詳細説明を読めば、本発明の様々な実施形態の上述の利点及び他の利点と恩典とを認めるであろう。
上述したものに加えて本発明の新しい特徴及び利点は、同様の参照文字が同様の部分を指す添付図面と共に以下の詳細説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。

図面をより詳細に参照すると、図１−１０は、本発明の好ましい実施形態を示している。図１は、加熱区域３２内の装填通路１５からパック１２を装填するために押し込み器又はレバーアーム１４を使用してシガレットパック１２のような物品を包装するのに使用することができると考えられる包装装置１０の平面図を示している。図２は、包装装置１０の側面図を示している。
パック１２は、従来の方法（図示せず）で包装されて折り畳まれ、当業技術で公知のいずれかの従来方法により装填通路１５に装填される。図１２に示す包装材料１３は、ポリマー又はセロファンを含むいずれかの従来の材料とすることができ、金属化表面を含む場合がある。

図２に示すように、パック１２は、ガイド１８に沿って装填通路１５を通じて加熱区域３２内に給送される。パック１２は、ガイド１８、Ｌ字形ストップ１７、及びレバーアーム１４を使用して加熱区域の所定位置に導かれる。レバーアーム１４は、ピボット回転軸２８に沿って往復アーム２０に接続し、バネ部材２２を使用して自動的に位置決めすることができる。アーム２０は、移動式シャフト２６にクランプ締めされ、機械２４に接続して装填通路１５を通して前後に移動することができる。シャフトは、空気的に、機械的に、又は他の従来的に公知の力（図示せず）によって駆動することができ、又はそれは、シャフトに沿って従来方式で駆動されるアーム本体を有して固定することができる。図２及び３に示すように、レバーアーム１４は、パック１２を押し込むように整列している。

図３に示すように、機械は、シャフト２６を延ばすことによってアーム本体を移動させる。レバーアーム１４の下部部分は、その軸２８（仮想的に示す）に関して回転し、アーム本体２０及びレバーアーム１４が装填通路１５にパック１２を引き渡すことを可能にする。レバーアーム１４の回転は、レバーアームタブ３０にバネ部材を緊張状態又は付勢状態（仮想的に示す）に配置させる。アーム本体２０は、パック１２が、もはやレバーアーム１４をピボット回転した位置に維持しないように、パック１２を引き渡した後に所定の停止点に到達する。レバーアームタブ３０の影響により以前に緊張状態又は付勢状態に置かれたバネ部材２２は、その弛緩状態に戻る。すなわち、レバーアーム１４は、パック１２を押し込むためにアーム本体２０と整列するように、その下方に延びた位置にピボット回転して戻る。

バネ部材２２は、レバーアームタブ３０をアーム本体２０の凹部部分内に押圧して戻すのに十分な力を加えることができるバネ鋼又はあらゆる形状記憶材料で構成することができると考えられる。代替的に、バネ部材２２は、アームタブを延長させて同じくアームタブ３０をアーム本体２０の凹部部分内に押圧して戻すと考えられるあらゆる従来の機構とすることができるであろう。
所定の停止点に到達した後に、アーム本体２０は、図２に示す位置に移動して戻り、溝を付けることができる表面３３に沿って加熱区域３２を通してパック１２を押し出す。レバーアーム１４が、装填通路１５を覆っている加熱区域３２の第１の段から加熱区域３２の第２の段まで１組のパック１２を押し出すと、別の組のパック１２が装填通路１５を通じて加熱区域３２の中に前方に送られる。図２及び３は、レバーアーム１４が一度に２つのパックを押し出す本発明の実施形態を示している。しかし、本発明の装置及び方法は、本発明から外れることなくあらゆる数のパックを押し出すように修正することができることが想定されている。

パック１２は、押さえバー３４によって加熱区域３２を通じて表面３３に沿って導かれる。加熱区域にある間、パック１２は、図１−４に示す多段加熱プレート３６のような１つ又は１対の多段加熱プレートによって接触される。
パック１２が、最初に装填通路１５から加熱区域３２内に押し上げられた時に、それらは、いかなる所定の量の時間にわたってもその最初の位置又は段に留まることができる。しかし、パック１２は、アーム本体が前後に移動して別の組のパック１２を第１の段から第２の段まで摺動させるのに十分に長い間加熱区域内の各段に留まることになることが想定されている。

レバーアーム１４によって押し出される各組のパック１２は、次に、図１に示すように隣接する組のパック１２を加熱プレート３６の複数の段を通じてホイール３８上に押し出すことになる。多段加熱プレート３６は、モータ３７と接続することができ、これは、パック１２が静止している時には、パック１２と接触するように多段加熱プレート３６を所定位置に移動し、パック１２が加熱区域を通して押し出される時には、多段加熱プレート３６をパック１２から離れるように移動させる。シャフト２６及び機械２４のように、往復モータ３７は、アーム、シャフト、又はピストンのような移動用のあらゆる従来式装置とすることができ、手動、空気的、電気的、又は他の機械的な力によって動力を供給することができる。
ホイール３８上にある状態で、パックは、押し込み器４０によって導かれてガイド４２を押し込む。パック１２は、次に、最終包装のために放出マガジン４４内に装填することができる。

ここで、本発明の好ましい実施形態による加熱プレート３６をより詳細に以下に説明する。多段加熱プレート３６は、加熱区域３２の両側に置かれてパック１２の両端に接触することになると予想されるが、便宜上ただ１つのプレートについて以下に説明する。加熱プレートは、あらゆる従来の材料で構成することができるが、比較的熱伝導率の高い材料が好ましい。
図１に示すように、パックは、加熱区域３２にある間は多段加熱プレート３６と接触させて置くことができる。図４は、多段加熱プレート３６の設計の１つの例示的な実施形態を示している。加熱プレート３６は、あらゆる数の段を有することができるが、図４は、４段の多段加熱プレート３６を示している。図７−１０は、加熱プレート３６がパック１２に接触する場合を仮想的に示している。

多段加熱プレート３６は、図４に示すように凹凸を付けることができる。数字５０で示す区域は、凹凸を付けるか又は平坦にすることができ、かつ全てが同一平面内とすることができる。区域５２は、直線的に傾斜しているように示しているが、それらは、直線状、凹凸状、又は階段状にすることができる。
多段加熱プレート３６の第１の段５４は、平坦にすることができる。パック１２、より詳細には、包装材料１３は、図７に示すように加熱プレート３６の平坦面に接触する。多段加熱プレート３６の第１の段５４は、包装材料の表面を均一に予熱する。多段加熱プレート３６は、包装装置１０にプレートを取り付けるため又はアラインメントのためのようなあらゆる理由でノッチ５５を有することができる。

多段加熱プレート３６の第２の段５６は、仮付け段である。この段は、典型的には包装材料上の接着剤を活性化する段階を伴う。該多段加熱プレート３６の第２の段５６は、第１の凹部区域と第１の非凹部区域を有する。該第１の非凹部領域は４つの表面５７を有する。図８に示すように、包装材料は、包装材料の最大容積がそれ自体に折り重ねられた点である接触点５８（図８に仮想的に示す）において該４つの表面５７によって接触される。包装材料は、包装材料の端部を折り重ねる方法によって５層厚みにすることができる。
多段加熱プレート３６の第３の段６０は、包装材料１３を密封する。多段加熱プレート３６の第３の段６０は、第２の凹部区域と第２の非凹部区域を有する。該第２の非凹部領域は、２つの連続した「Ｈ」形状表面６１を有する。図９に示すように、その形状ゆえにそう呼ばれる「Ｈ」形状表面６１は、包装材料１３の重なった縁部に沿って区域５９（図９に仮想的に示す）においてパック１２と接触する。加熱は、接触縁部に沿って包装材料１３をそれ自体に結合させ、従って、外部環境からパックを密封する。

ビューティ・バー収縮段として公知の多段加熱プレート３６の第４の段６２は、パック１２の周りに包装材料１３をきつく収縮させる。多段加熱プレート３６の第４の段６２は、第３の凹部区域と第３の非凹部区域を有する。該第３の非凹部区域は台形接触部材６３を有する表面と、第１の凹部区域５０と、第２の凹部区域６５とを有する。図１０に示すように、接触部材６３は、包装材料１３の重なった縁部に沿って区域６４（図１０に仮想的に示す）においてパック１２と接触し、一方、第２の凹部区域は、区域６６においてパック１２と整列する。特に第４の段６２に対して加熱プレート３６の異なるレベルをより良く示すために、図６は、線６−６に沿った断面における図４の加熱器ブロックを示している。加熱ブロック３６がどこでパック１２と接触するかを更に示すために、パック１２が仮想的に示されている。ビューティ・バー収縮段６２のほぼ凹面に湾曲した形状は、パック１２の包装材料１３を収縮させるための適正な加熱を保証し、図１１に示すような従来技術において受けたあらゆるしわ８０を排除し、同時に包装材料の溶融を回避する。従って、図１２に示すような改善された包装されたパック１２が生成される。

図５Ａ及び５Ｂに示すように、パック１２に面していないプレート３６の後部側の加熱ストリップ７０によって加熱プレート３６に熱が加えられる。加熱ストリップには、電源（図示せず）からワイヤ７２を通じて電力を供給することができる。図５Ａは、２つの加熱ストリップ７０を使用する本発明を示すが、あらゆる数のストリップを使用して最適な温度制御を得ることができると考えられる。例えば、図５Ｂでは、４つの加熱ストリップ７０を示している。

加熱プレートは、例えば、１４０℃−１７０℃の１つの温度を維持することができるが、包装材料及び他の条件に応じてそれよりも高いか又は低い温度が考えられる。更に、加熱段は、異なる温度に設定することができると考えられる。例えば、第１及び第２の段は、例えば１５０℃の第１の温度に維持し、一方、第３及び第４の段は、異なる温度、例えば１７０℃に設定することができると考えられる。
熱は、電気抵抗又は誘導加熱により、又はあらゆる従来の方法で供給することができる。いずれか又は全ての段に熱電対７４を挿入して温度をモニタすることができる。加熱プレート３６は、あらゆる手段により、例えばボルトにより、又は接着、リベット含む取り付け又は固定するあらゆる他の従来手段によりモータ３７に取り付けることができ、あるいはそれは、一体的に形成することができる。
ビューティ・バー収縮段として公知の第４の段６２は、パック１２の周りに包装材料１３をきつく収縮させる。加熱プレートは、台形接触部材６３を有する表面と、凹部区域５０と、さらなる凹部区域６５とを有する。図１０に示すように、接触部材６３は、包装材料１３の重なった縁部に沿って区域６４（図１０に仮想的に示す）においてパック１２と接触し、一方、さらなる凹部区域６５は、区域６６においてパック１２と整列する。特に第４の段６２に対して加熱プレート３６の異なるレベルをより良く示すために、図６は、線６−６に沿った断面における図４の加熱器ブロックを示している。加熱ブロック３６がどこでパック１２と接触するかを更に示すために、パック１２が仮想的に示されている。ビューティ・バー収縮段６２のほぼ凹面に湾曲した形状は、パック１２の包装材料１３を収縮させるための適正な加熱を保証し、図１１に示すような従来技術において受けたあらゆるしわ８０を排除し、同時に包装材料の溶融を回避する。従って、図１２に示すような改善された包装されたパック１２が生成される。

本発明の以上の説明は、本発明を示して解説したものである。更に、本発明の開示は、本発明の好ましい実施形態だけを示して説明したが、本発明は、様々な他の組合せ、修正、及び環境において使用することができ、かつ以上の教示又は包装材料、及びより具体的にはシガレット包装材料の技術における技量又は知識と相応に、本明細書に明示した本発明の範囲内で変更又は修正が可能であることは理解されるものとする。

上述の実施形態は、更に、本発明を実施する公知の最良の態様を説明し、かつ本発明の特定の用途又は使用によって要求される様々な修正と共にこのような又は他の実施形態において当業者が本発明を利用することができるように意図している。従って、説明は、本発明を本明細書に開示した形態に制限するようには意図していない。また、特許請求の範囲は、代替的な実施形態を含むように解釈されることを意図している。

シガレット包装装置の一部分の概略上面図である。 第１段階の作動中の図１のシガレット包装装置の装填通路及び加熱区域の側面図である。 第２段階の作動中の図１のシガレット包装装置の装填通路及び加熱区域の側面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシガレットパックに接触する加熱器ブロックの正面図である。 図４に示す加熱器ブロックの後面図である。 本発明の好ましい実施形態による加熱器ブロックの代替的な実施形態の後部側面図である。 図４の線６−６に沿った加熱器ブロックの横断平面図である。 仮想区域が図４に示す加熱器ブロックによって接触した区域を表すシガレットパックを示す図である。 仮想区域が図４に示す加熱器ブロックによって接触した区域を表すシガレットパックを示す図である。 仮想区域が図４に示す加熱器ブロックによって接触した区域を表すシガレットパックを示す図である。 仮想区域が図４に示す加熱器ブロックによって接触した区域を表すシガレットパックを示す図である。 従来技術のシガレットパックを示す図である。 本発明による平滑な外側包装材料を有するシガレットパックを示す図である。

符号の説明

５４ 加熱プレートの第１の段
５６ 第２の段
６０ 第３の段
６２ 第４の段

Claims (7)

1. パッケージ（１２）の周りに折り畳まれて、折り畳まれた縁部に沿って包装材料を予熱するために前記包装材料（１３）に接触するための平坦面を含む第１の段（５４）と、
   第１の凹部区域と、前記包装材料（１３）の最大容積が、前記包装材料（１３）を仮付けするためにそれ自身の上に重ねられる点において２つのパッケージの包装材料（１３）に接触するための４つの表面（５７）を含む第１の非凹部区域とを有する第２の段（５６）と、
   第２の凹部区域と、前記包装材料（１３）を密封するために該包装材料（１３）の折り畳まれた縁部に沿って２つのパッケージ（１２）の包装材料（１３）に接触するための２つの連続したＨ形表面を含む第２の非凹部区域とを有する第３の段（６０）と、
   第３の凹部区域（５０，６５）と、前記包装材料（１３）を収縮させるために該包装材料の折り畳まれた縁部に沿って２つのパッケージ（１２）の包装材料に接触するための４つの台形表面（６３）を含む第３の非凹部区域（６３）とを有する第４の矩形形状段（６２）と、 を含むことを特徴とする、包装するための多段加熱プレート（３６）。
2. 熱が、複数の独立した加熱装置（７０）を使用して加熱プレートに供給されることを特徴とする請求項１に記載の多段加熱プレート（３６）。
3. 前記第２の段（５６）は、包装材料（１３）の縁部に沿って接着剤を活性化することを特徴とする請求項１に記載の多段加熱プレート（３６）。
4. シガレット包装に使用するため加熱装置であって、
   上記請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の多段加熱プレート（３６）を含む加熱区域（３２）と、
   前記加熱区域（３２）を通して直線的にかつ前記多段加熱プレート（３６）の複数の段に沿って、１組のシガレットパック（１２）を前進させる第１の往復装置（１４）と、
   前記多段加熱プレート（３６）を前記シガレットパック（１２）の組に接触させるために内側に、かつ該シガレットの組を前記加熱区域（３２）を通して移動させるために外側に移動させる第２の往復装置（３７）と、
   を含むことを特徴とする加熱装置。
5. 前記シガレットパック（１２）の組は、該シガレットパック（１２）の組が前記加熱区域（３２）を通って直線的に前進する時に前記多段加熱プレート（３６）の複数の区域に接触することを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
6. シガレットパック（１２）の組が前記加熱区域（３２）内に前進するのに通過する装填通路（１５）を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
7. パッケージ（１２）の周りに包装材料（１３）を密封して収縮させる方法であって、
   包装材料（１３）を多段加熱プレート（３６）の第１の加熱段（５４）と接触させて、該包装材料（１３）を折り畳まれた縁部に沿って予熱する段階と、
   前記包装材料（１３）を前記多段加熱プレート（３６）の第２の加熱段（５６）と接触させて、該包装材料（１３）を仮付けする段階と、
   前記包装材料（１３）を前記多段加熱プレート（３６）の第３の加熱段（６０）と接触させて、該包装材料（１３）をパッケージ（１２）の周りに密封する段階と、
   前記包装材料（１３）を前記多段加熱プレート（３６）の第４の加熱段（６２）と接触させて、該包装材料（１３）を収縮させる段階と、
   を含み、前記第４の加熱段が１つの加熱プレートであることを特徴とする方法。

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