JP6916163B2 - パッケージ容器を処理するためのアセンブリ及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、食料品のためのパッケージ容器を処理するためのアセンブリ及び方法に関する。より具体的には、本発明におけるアセンブリ及び方法は、食料品のためのパッケージ容器の膨出を低減させることを目的とする。

パッケージ容器すなわちシート状のパッケージ材料から作られている容器は、包装産業では古くから知られている。容器を立ち上げるためのパッケージ材料は、一般に、パッケージ積層板を形成するために共に結合されている幾つかの層から成る。パッケージ積層板の一の典型的な組成は、繊維ベースの材料から成るコア層のトップである、例えばカートンのような外側高分子材料層、及び、収容すべき食料品に対する液体遮断機能を有している一の内側高分子材料層である。幾つかの変形例では、時にアルミニウム箔である遮断層が、立ち上げられた場合に容器の内部に面しているコア層のトップにおいて２つの高分子材料層の間に挟まれている。このようなタイプのパッケージ積層板が、より高い酸性を有する食料品を収容するために、又は、環境条件下において格納された食料品の保存可能期間を長くするために、パッケージ容器に組み付けられている。

一般に、パッケージ容器を立ち上げるためのパッケージ積層板のブランクは、ロール状に設けられており、当該ブランクを様々なウエブに切断することすなわち切り込みを入れると共に折り曲げ線を付与することができる変換施設に送られる。折り曲げ線は、ブランクを折り曲げ、容器を立ち上げるためのパッケージ積層板の弱化線である。

ブランクが立ち上げられ、容器を形成すると、容器は、パッケージ容器のタイプに従って殺菌された後に、収容すべき食料品で充填される。

パッケージ積層板から成るこのようなブランクから作られている容器は、例えばＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商標），Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標），Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ｅｄｇｅ（登録商標），Ｔｅｔｒａ Ｒｅｘ（登録商標）のような様々なブランドとして知られている。

必要とされる紙及び高分子材料が少量である新しいタイプのパッケージ材料の開発の過程において、パッケージ容器は、従来技術に基づくパッケージ容器と比較して、より薄肉になると共により軽量化されたが、特に１０００ｍｌ以上の容量を有するパッケージ容器において表面化する課題の原因となった。立ち上げられたパッケージであって、充填及び密封されたパッケージは、食料品の重量がパッケージ容器の比較的薄肉の壁を押圧することに起因して、膨出した状態を呈するので、分配装置での処理が一層困難となり、製造者及び消費者の両者にとっても魅力に欠けるものとなった。膨出の問題は、多年に亘って存在しており、当該問題を解決するために幾つかの解決策が開発されている。

一の既存の解決策は、パッケージ容器が立ち上げられてからパッケージ容器が分配装置に転送されるまで、パッケージ容器に接触するコンベアベルトの側部それぞれに配置されている金属製プレートを利用する。この解決策は、膨出状態を幾らか低減するが、まだまだ満足いくものではない。当該解決策の一の他の欠点は、金属プレートが固定されており、様々なパッケージの形状及びサイズに適応することができないことである。

一の他の解決策は、特許文献１に開示されている。特許文献１は、妻切型の頂部を具備する容器のためのホルダの内側に配置されている圧縮バーが、容器の頂端部において容器が密封されている際に容器の壁を押圧することを開示している。当該解決策は、上述の解決策に類似しているので、同一の欠点を、すなわち容器の壁に作用する圧縮力が一定であり、様々な容器の形状及びサイズに対して最適ではないという欠点を有している。密封された切妻型頂部を具備する最終的なパッケージは、様々なタイプの容器において、視認可能な膨出を依然として呈している。

従って、様々なパッケージの形状及びサイズに対して最適に膨出を最小に抑えることができる柔軟性を提供する解決策に対するニーズが存在する。

米国特許第５９７５１５８号明細書

本発明は、独立請求項１及び８におけるアセンブリ及び方法によって、従来技術が有する課題を少なくとも部分的に解消するための解決策を提供する。

好ましい実施例は、従属請求項に規定されている。

本発明の第１の実施態様は、食料品のためのパッケージ容器を処理するためのアセンブリであって、シート状のウエブ材料から立ち上げられたパッケージ容器を保持するために、レールに取り付け可能とされる支持プレートと、支持プレートに配置されているメンブレンと、メンブレンを膨張させるために流体を受容するための少なくとも１つの入口と、を備えているアセンブリにおいて、アセンブリが、パッケージ容器のための密封ステーションに配置されており、メンブレンが、パッケージ容器の少なくとも１つの壁を押圧するために、入口を通じて膨張されるように構成されており、これにより密封されたパッケージ容器の膨出が防止される、アセンブリを提供する。

本発明の第２の実施形態は、食料品のためのパッケージ容器を処理するための方法において、パッケージ容器のための密封ステーションにおいてパッケージ容器を保持するために、レールに配置されているメンブレンを膨張させるステップと、密封ステーションにおいてパッケージ容器を受容するステップと、パッケージ容器の密封が開始される前に、パッケージ容器の少なくとも１つの側面にメンブレンを押圧するステップと、パッケージ容器の密封が開始された場合に、パッケージ容器の少なくとも１つの側面から離れるように、メンブレンを収縮させるステップと、パッケージ容器を密封するステップと、を備えている、方法を提供する。

容器が膨出した状態であることを表わす、従来技術に基づくパッケージ容器を表わす。 本発明の一の実施例におけるパッケージ容器を処理するためのアセンブリを表わす。 本発明の一の実施例におけるパッケージ容器を処理するためのアセンブリを表わす。 同一の実施例におけるアセンブリの分解図である。 本発明の一の実施例におけるパッケージ容器を処理するための方法を表わす。

本発明の例示的な実施例について、以下に説明する。当該実施例の説明が本発明を制限する訳ではないことに留意すべきである。本明細書で説明する実施例は、図解のみを目的とする。最後に、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

図１は、従来技術に基づく切妻型頂部を具備するパッケージ容器１００を表わす。パッケージ容器１００は、頂部シーリングフィン１１２を具備する頂部分１１０と、本体パネル１５２，１５４及び図１には表わさないパッケージ容器１００の他方の側面に設けられた２つの付加的な本体パネルによって形成されている本体部分１５０とを備えている。本体パネル１５４は、前面本体パネルと呼称され、本体パネル１５２は側面本体パネルと呼称される。逆に、一の同一の側面本体パネルは、図１に表わさない側面本体パネル１５２の反対側に露呈されている。同様に、前面本体パネル１５４の反対側に位置する図１に表わさない本体パネルは、後面本体パネルと呼称される。

例えば図１に表わすような切妻型頂部を具備する容器は、立ち上げられた容器のパネルを規定している長手方向折り曲げ線、容器の底部分を規定している横方向折り曲げ線、及び容器の切妻型頂部を規定している頂部折り曲げ線に沿って折り曲げることによって、パッケージ材料、一般的にはパッケージ積層板から成る平坦なブランクから立ち上げられている。長手方向折り曲げ線の小グループが、長手方向折り曲げ線１３２，１３４，１３６として図示されており、横方向折り曲げ線の小グループは、折り曲げ線１４２，１４４として図示されている。

切妻型頂部を具備するパッケージ容器１００の比較的薄肉の壁すなわちパネルと、容器に充填された食料品（一般には、事実上の液体）の重量とに起因して、充填及び密封後の容器の最終形状は、破線１６２，１６４，１６６によって図示されるような、視認可能な程度に膨出した状態を示している。このような状態は、パッケージ材料の肉厚を減らし、且つ、パッケージ容器のサイズを大きくすることによって一層強調される。

図２Ａは、パッケージ容器（図示しない）を処理するためのアセンブリ２００の一部分を表わす。好ましくは、図１に例示するパッケージ容器の大部分又は全体が、変換ステージの前にパッケージ材料に形成された折り曲げ線に沿って折り曲げられたパッケージ材料から成るブランクから作られている。例えば頂部セクションが高分子材料から作られている他のパッケージ容器は、同様に視認可能な程度に膨出した状態となることは言うまでもない。変換の最中に、ブランクは、パッケージ材料から成る中空のチューブの内部に折り込まれ、底部が密封され、殺菌され、いわゆるステーションチェインで輸送されつつ、充填装置に輸送される。充填装置では、ほぼ完成されたパッケージ容器に収容されるべき食料品が、当該パッケージ容器に注入される。

充填されると、パッケージ容器は、パッケージ容器の頂部分を密封するための密封ステーションにさらに輸送される。この段階において、アセンブリ２００が作動する。

出願人は、様々な試験を通じて、パッケージ容器が最も膨出した状態となる、パッケージ容器を立ち上げる段階が頂部を密封する段階であることを発見した。頂部密封作業が開始される直前に膨出を確実に調整することによって、充填且つ密封された最終的なパッケージの過度な膨出を効果的に防止することができる。

このために、ステーションチェインの案内部分２１０に取り付けられている支持プレート２２０と、支持プレート２２０に取り付け可能とされる取付フレーム２２２と、当該実施例ではベロー２２４として設けられているメンブレン２２４と、を備えているアセンブリ２００は、頂部密封ユニット（図示しない）でパッケージ容器の頂部が密封される位置又はその近傍に配置されている。

図２Ａは、ステーションチェインの案内部分２１０の一方の側部に取り付けられているアセンブリ２００の一方の半体を表わす。図２Ｂは、アセンブリ２００の一方の半体に面している案内部分２１０の反対側の側部に取り付けられるようになっているアセンブリ２００の他方の半体を表わす。これら２つの半体の間には、従前のステーションにおいて食料品が充填されている２つのパッケージ容器が保持可能とされる。

パッケージ容器の過度な膨出を防止するために、メンブレン２２４は、例えば空気、水、他の気体や液体のような流体がパッケージ容器の壁に向かってメンブレンを膨張させるために供給される際に通過する、流体入口２２３を備えている。流体入口２２３は、メンブレン２２４を膨張させるために加圧流体をメンブレン２２４に供給する、空圧式ユニット（図示しない）に接続されている。メンブレン２２４が完全に膨張されると、例えば図１に表わすパッケージ容器のようなパッケージ容器の前壁及び後壁は、メンブレン２２４に向かう膨出を防止するようにともに押圧される。パッケージ容器の側壁の膨出を最小に抑えるために、空圧式ユニットは、頂部密封ユニットがパッケージ容器の頂部に沈降する直前にメンブレンを完全に膨張させることによって、パッケージ容器を頂部フィンに沿って密封するように、メンブレン２２４への空気の供給を調整する。このような構成によって、パッケージ容器の充填ステージの際におけるパッケージの前壁及び後壁の押圧とは対照的に、容器の膨出を最適化することができる。

流量及び液圧は、アセンブリ２００の流体入口２２３の近傍又は流体供給配管２４０に沿った幾つかの他の地点に配置されている流体弁を通じて調整可能とされる。

図２Ｃは、図２Ａ及び図２Ｂに表わすアセンブリ２００の分解図であって、第２の支持プレート２２６が、メンブレン２２４を具備する取付フレーム２２２が固定されている。

図２Ａ〜図２Ｃに表わすアセンブリは、同時に頂部を密封すべきパッケージ容器の数量に依存するメンブレンから成る１つ以上の組から構成されていることに留意すべきである。図２Ａ〜図２Ｃには、２つの組を例示的に表わす。ステーションチェインの案内部分の一方の側部に１つ以上のメンブレンを備えている１つ以上のアセンブリを利用することもできる。反対側には、パッケージ容器の後面本体パネルを押圧可能とされる高剛性な支持プレートが含まれている。また、本発明で利用されるメンブレンは、任意の実施可能な手段によって例えば空気、水、又は他の流体を通じて膨張させることができる、任意の弾性体とされる。

図３は、本発明の一の実施例における容器の膨出を最小にするためにパッケージ容器を処理するための方法を表わす。

ステップ３００では、例えば図１に表わすパッケージ容器のようなパッケージ容器が、頂部密封ステーションにおいてステーションレールに受容される。頂部密封ステーションでは、頂部密封ユニットが、妻切形状を形成するために頂部折り曲げ線に沿って頂部を折り曲げるように、且つ、パッケージ容器の頂部フィンにおいて当該パッケージ容器を密封するように構成されている。インデックスベースの充填装置及び密封装置では、パッケージ容器は、次に転送される前にステーション毎に停止される（インデックスを付される）。従って、パッケージ容器は、頂部密封ステーションに到達した場合に停止される。

しかしながら、最適な結果を得るために、すなわち容器の膨出を最小に抑えるために、例えば図２Ａ〜図２Ｃに表わすメンブレン２２４のような、一組のメンブレンへの空気の供給を調整する空圧式ユニットは、パッケージ容器が横方向密封ステーションで停止する前にメンブレンの膨張を開始させるために、ステップ３１０において空気弁を開放する。このようにして、横方向密封ステーションでパッケージ容器の前壁及び後壁を押圧するようになっているメンブレンは、密封作業が開始される直前に完全に膨張される。メンブレンを膨張させるために選択されるタイミングが、容器の膨出に関する最適な結果を生み出すことが判明している。

ステップ３２０において、頂部密封ユニットは、食料品で充填されているが依然として開いた状態を保持されている、パッケージ容器の頂部の内部に降下される。

ステップ３３０において、空圧式ユニットは、頂部密封ユニットがパッケージ容器の頂部における最終密封位置に到達したか否かを検査する。到着した場合には、空圧式ユニットは、ステップ３４０において、メンブレンが弛緩状態に戻り、且つ、圧力がパッケージ容器の前壁及び後壁に作用しなくなるまで、メンブレンから離れることによってメンブレンから空気を抜くために、加圧空気の方向を切り替える。この動作の理由は、頂部を密封する際にパッケージ容器の内部に過大な圧力が生じることを回避するためである。

到達していない場合には、空圧式ユニットは、ステップ３３５において、頂部密封ユニットがパッケージ容器の頂部において最終密封位置に向かって降下されている状態で、加圧空気をメンブレンに供給し続ける。

例えば図２Ａ〜図２Ｃに表わす空気入口２２３のような空気入口を介したメンブレンへの空気の供給を開始するためのタイミングは、作業員によって調整可能とされるか、又は空圧式ユニットに事前にプログラミングされており、密封すべきパッケージ容器のサイズ及び形状に依存する。このようにして、様々なタイプ及びサイズの容器に対して、膨出を最小に抑えることができる。また、メンブレンから成る組がパッケージ容器の壁に作用させる圧力の大きさは、メンブレンに供給される空気圧を調整することによって、作業員を介して調整可能とされる。

発明の詳細な説明及び添付図面を参照した当業者であれば、本発明におけるアセンブリ及び方法を他の実施可能な態様で実施可能であるが、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されることに留意すべきである。

１００ パッケージ容器
１１０ 頂部分
１１２ 頂部シーリングフィン
１３２ 長手方向折り曲げ線
１３４ 長手方向折り曲げ線
１３６ 長手方向折り曲げ線
１５０ 本体部分
１５２ 本体パネル
１５４ 本体パネル
１６２ 破線
１６４ 破線
１６６ 破線
２００ アセンブリ
２１０ ステーションチェインの案内部分
２２０ 支持プレート
２２２ 取付フレーム
２２３ 流体入口
２２４ メンブレン（ベロー）
２２６ 第２の支持プレート
２４０ 流体供給配管

Claims (8)

1. 食料品のためのパッケージ容器を処理するための方法において、
   前記パッケージ容器のための密封ステーションにおいて前記パッケージ容器を保持するために、レールに配置されているメンブレンを膨張させるステップと、
   前記密封ステーションにおいて前記パッケージ容器を受容するステップと、
   前記パッケージ容器の密封が開始される前に、前記パッケージ容器の少なくとも１つの側面に前記メンブレンを押圧するステップと、
   前記パッケージ容器の密封が開始された場合に、前記パッケージ容器の前記少なくとも１つの側面から離れるように、前記メンブレンを収縮させるステップと、
   前記パッケージ容器を密封するステップと、
   を備えていることを特徴とする方法。
2. 前記密封ステーションにおいて受容された前記パッケージ容器が、食料品で充填されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記メンブレンが、前記メンブレンが取り付けられている支持プレートに配置されている、流体入口を通じて膨張されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記メンブレンを膨張させるための流体の量が、流体弁によって調整されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記流体弁が、前記パッケージ容器が前記密封ステーションに到達する前に開放されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記メンブレンが、前記パッケージ容器の密封が開始される前に、前記メンブレンの最大サイズまで膨張されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記方法が、前記メンブレンに供給される流体の圧力の大きさを、ひいては前記パッケージ容器の少なくとも１つの側面に作用する前記メンブレンの圧力の大きさを調整することによって、前記パッケージ容器の膨出の量を調整するステップを備えていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記流体弁が、空圧制御されることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。

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