(57)【要約】  本発明は、機械内で射出成形され、上面１８が構造的に安定する前にキャッピングされたプラスチックの上面を有するパッケージ１０を充填機内で製造する方法に関する。この方法は、キャッピングする段階が、少なくとも第１の導入段階中に行われ、キャップ２２内のねじ山及びネック２０上の対応するねじ山２１が互いに対して噛み合い始めるときに、キャップ２２の回転速度とパッケージ１０の移動速度との間の関係が、キャップ２２内のねじ山及びネック２０上の対応するねじ山２１のねじピッチに実質的に対応するのを確実にし得るように、雌ねじ２３を有するキャップ２２が回転され、パッケージ１０がキャップ２２の方向に直線的に移動されることによって特徴付けられる。
2009528957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口装置（１８ｂ）を備えたパッケージ（１０）を充填機内で製造する方法であって、
少なくとも１つの紙の芯材層を含むパッケージ積層のスリーブ（１２）を製造する段階と、
前記スリーブ（１２）の端部部分（１４）の上にプラスチック材料の上面（１８）を、前記スリーブ（１２）と前記上面（１８）の間に液密な連結が形成されるように、射出成形する段階と、
前記射出成形するステップの際、雄ねじ（２１）を有するネック（２０）を含み、前記ネック（２０）が注ぎ口（１９）を画成する、前記開口装置（１８ｂ）の一部を前記上面（１８）に備える段階と、
前記上面（１８）が構造的な安定状態に達する前に前記ネック（２０）をキャッピングする段階であって、前記キャッピングする段階は、少なくとも第１の初期段階中に行われ、キャップ（２２）内のねじ山及び前記ネック（２０）上のねじ山が互いに対して接触状態となるときに、その位置において、前記キャップ（２２）の回転速度（ｖｃ）と前記パッケージ（１０）の移動速度（ｖｆ）との間の関係が、前記キャップ（２２）内の前記ねじ山及び前記ネック（２０）上の前記ねじ山のねじピッチ（ｐ）に実質的に対応するのを確実にし得るように、対応する雌ねじ（２３）を有する前記キャップ（２２）が回転され、前記パッケージ（１０）が前記キャップ（２２）の方向に移動される、キャッピングする段階とを含む方法。
【請求項２】
前記パッケージ（１０）の実質的に一定の移動速度及び前記キャップ（２２）の実質的に一定の回転速度を維持する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも第１の導入段階中、前記キャップ（２２）を静止位置に保持し、前記キャップ（２２）を回転チャック（４４）内に配置することによって回転させる段階を含む、請求項１及び２に記載の方法。
【請求項４】
前記キャッピングする段階のその後の第２の局面中、前記パッケージの移動を停止する段階を含む、請求項１から３までに記載の方法。
【請求項５】
前記上面（１８）がまだ４０〜８０℃の温度であるときに、前記パッケージ（１０）をキャッピングする段階を含む、請求項１から４までに記載の方法。
【請求項６】
前記上面（１８）がまだ６５〜８０℃の温度であるときに、前記パッケージ（１０）をキャッピングする段階を含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は開口装置を備えたパッケージを充填機内で製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品業界では、粘性の高い飲料及び他の商品を、紙又は板紙の芯層、及び１つ又は複数の例えばプラスチックなどのバリア層を含む、パッケージ積層品から製造されるパッケージに詰めることが慣例である。
【０００３】
１つの一般的なパッケージのタイプは充填機で製造され、上記のパッケージ積層品の平坦な筒状のブランク（半加工品）が持ち上げられ、一方の端部が密封され、その端部部分の上に直接、プラスチックの上面が射出成形される。次いで、開口端を上向きにしてパッケージが搬送され、その後の充填ステーションで充填される。場合によっては、パッケージは、充填操作の前に１つ又は複数の滅菌ステーションも通過する。充填後、パッケージの開口端が折り畳まれ、密封される。出願人は、これらのタイプのパッケージをＴｅｔｒａ  Ｔｏｐ（登録商標）という商標名で販売している。
【０００４】
射出成形された上面を有するこれらのパッケージは、ネックを有する開口配置ないし装置を一般に備え、注出口を画成し、ネックは切り離し用の薄膜を備えている。薄膜は、開口前に、開口装置が完全に密封されていることを確実にし、パッケージが過去に開けられていないことを表示する（不正開封防止）。このことは、出願人の国際公開ＷＯ０２／０７０３６５号に、より詳細に記載されている。薄膜は上面と同じ操作で射出成形され、ネックの一体化部分となる。薄膜を取り外しできるようにするために、引っ張りつまみを備えており、ネックの注ぎ口と薄膜の間のラインには、切り離し操作を容易にするために弱められたラインがある。パッケージの販売時には、薄膜は一般に、例えばねじキャップによって覆われている。ねじキャップの機能は、薄膜が引き剥がされた後、確実に再栓できるようにすることである。薄膜はネック上の雄ねじと協働する雌ねじを有し、パッケージは、充填機の外部にある別個のユニットで最終折り畳み及び注出後に、ねじキャップを備える。この位置で、上面が冷却され、構造的に安定すると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ある研究によれば多くの消費者は、ねじキャップと薄膜の組み合わせについてあてはまる２ステップではなく１ステップでパッケージを開口することを好むが、ねじキャップによって提供される再栓機能を維持することを望んでいる、ということが明らかにされた。そのような解決策を、充填機に完全な再設計及び器具の取り換えを行う必要なく実現できるようにするために、キャッピング（ふた閉め）を、充填前に射出成形と密接に関連させて行う必要がある。しかし、これは問題を抱えていることが明らかにされている。
【０００６】
射出成形では、プラスチック材料（この場合はＨＤＰＥ）は、その融点より高い温度に加熱される。ＨＤＰＥの融点は１１５〜１４５℃の間である。次いで材料は独自の速度で、又は能動冷却によって冷却され、それにより材料が結晶化する。１００％まで結晶化するポリマーはないが、ポリエチレンは一般に最大９０％まで結晶化することができる。収縮後も含み、結晶化プロセス全体には、一般に最大２４時間を要する。その後、材料は安定化し、硬くなる。しかし、ポリマー材料は、室温に冷却されたときに既に構造的に安定化しているとするのが通常である。室温より高い温度では、圧縮応力及び引張応力を受けた場合、材料が損傷し、その形態及び形状を失う危険性がより高い。当然ながら、材料は射出成形直後に、最も損傷しやすくなっている。
【０００７】
パッケージ上面を射出成形し、次いで射出成形直後に上面にキャップを取り付けようとする場合、材料のこの易損性が問題となる。射出成形が行われたマンドレル輪からパッケージが取り外されるとき、上面の温度は約７５〜９０℃、好ましくは８５〜９０℃である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって本発明の１つの目的は、開口する前にパッケージに必要な密封性、及びキャッピング後にパッケージの滅菌及び充填が達成されるように、注ぎ口が充填機内で射出成形され、注ぎ口をキャップで閉じるパッケージを、充填機内で製造する方法を実現することである。また、本発明の１つの目的は、機械内の短いリード・タイムで、かつ、機械外部でパッケージ又はキャップを中間保管せずに、パッケージを製造する方法を実現することである。
【０００９】
これらの目的は、少なくとも１つの紙の芯材層を含むパッケージ積層のスリーブを製造する段階と、スリーブの端部部分の上に、プラスチック材料の上面を、スリーブと上面の間に液密な連結が形成されるように、射出成形する段階と、射出成形する段階の際、雄ねじを有するネックを含み、ネックが注ぎ口を画成する、開口装置の一部を上面に備える段階と、上面が構造的な安定状態に達する前にネックをキャッピングする段階であって、キャッピングする段階は、少なくとも第１の導入段階中に行われ、キャップ内のねじ山及びネック上のねじ山が互いに対して噛み合うときに、キャップの回転速度とパッケージの移動速度との間の関係が、キャップ内のねじ山及びネック上のねじ山のねじピッチに実質的に対応するのを確実にし得るように、対応する雌ねじを有するキャップが回転され、パッケージがキャップの方向に移動される、キャッピングする段階とを含む方法によって達成される。
【００１０】
この方法は、１ステップ開口を有する密封パッケージの製造に役立ち、以後短時間でキャップを取り付けるために、パッケージの上面は機械内で射出成形されている。このような手段によって、元の機械のユニットの設計及び構造は、実質的に変わらない状態で維持することができる。効率的でねじキャップを備えた完全なパッケージを輸送することができる機械が実現される。
【００１１】
キャップの回転速度及びパッケージの移動速度がネック上及びキャップ内のねじ山のねじピッチに一致するとき、ネック上のねじ山がキャップ内のねじ山からの圧迫力によって変形するリスクは排除され、これは、キャップがネックと接触するとき、互いに対してねじ山リード口がどの位置にあるかということにはかかわらない。その結果、キャップとネック間の密封性をより良く制御することができる。
【実施例】
【００１２】
添付の図面で示す１つの現在の好ましい実施例を参照しながら、以下で本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による方法を使用して製造することのできるパッケージの一例を示す。この場合、以下１０で示すパッケージは、スリーブに再形成され、筒状になるよう封止されている、パッケージ積層のブランク１２からなる。パッケージの第１の端部１４は閉じられており、開口配置または装置を有するパッケージ上面１８が、スリーブ端部１４上に射出成形されている。他方の端部１６は図では開いて示されているが、従来の方法では、横方向に密封され、実質的に正方形又は長方形の底面になるように再度折り畳まれる。上面１８はスリーブに液密な方式で連結された下側部分１８ａ及び開口装置１８ｂの形態である上側部分を含む。下側部分は図６に最も良く示されている。
【００１４】
開口装置１８は、ネック２０によって囲まれ、又は画成された、注出口又は注ぎ口１９を含む。これらは図８及び９に示されている。同じ図には、ネック２０が、ねじキャップ２２内の対応する雌ねじ２３と協働するための雄ねじ２１を備えていることが示されている。ねじキャップ２２は、パッケージが開けられたかどうかを従来の方法で示す目的で機能する不正開封証拠バンド２５を含む。キャッピング時にバンド２５はネック上の縁部２７に対して押し付けられ、バンド２５の内縁が後でこれに対して作用し、パッケージ１０が開けられると再び押し付けられないようにする。上面８のネック２０はまた、ねじキャップの内部に当接するように配設されている密封縁２９を備えている。
【００１５】
上面１８は好ましくはＨＤＰＥ、すなわち高密度ポリエチレンから形成され、ねじキャップ２２（以下、キャップという）も好ましくはＨＤＰＥから製造される。もちろん、本発明はこれらの材料に制限されるものではなく、他のポリマー材料も当然考えられる。
【００１６】
説明では、全体を通して優先的な名称「パッケージ」１０が使用される。当然、この名称は、完成したパッケージになる途中に充填機内で行われる様々な段階又は状態にあるパッケージ用ブランクをすべて包含することを理解されたい。ここでいう完成したパッケージとは、製品が充填され、密封され、最終形成されたパッケージを意味する。
【００１７】
また、充填機は２つの平行なラインを含み、すなわち２つのパッケージが同時に製造される。いくつかの図は平行なラインを示しているが、簡略性のために、これらのラインのうち一方の操作のみを説明する。
【００１８】
導入部で説明されたタイプのパッケージを製造するための充填機内には、多くのユニットがあり、そのいくつかの原理を図２に示す。図の左から右に向かって、マンドレル輪２４、マガジン２６、パッケージ・ガイド２８、及びキャップ・アプリケータ３０が示されている。図では、マンドレル輪２４とマガジン２６の間でパッケージを移動するように配設された第１のコンベヤ３２、マガジン２６とパッケージ・ガイド２８の間、並びにパッケージ・ガイド２８内部及びキャップ・アプリケータ（投与装置）３０を通って第３のコンベヤ３６へと、パッケージ１０を移動するように配設された第２のコンベヤ３４も示されている。第３のコンベヤ３６は、キャップ取り付け済みのパッケージ１０を取り扱うように配設されている。
【００１９】
マンドレル輪ユニット２４は当技術分野では既に知られている。このユニットでは、パッケージ・スリーブ１２上に上面１８を射出成形するステージが行われる。ユニットは、軸Ｘの周りで回転可能であるマンドレル輪２４を含み、４つのアーム（いわゆるマンドレル）を備えており、アームはこの特別の場合では３つステーションと協働し、その１つは上面１８の射出成形特性が実現される射出成形装置３８である。Ａで示す第１のステーションでは、パッケージ・スリーブ１２（図示せず）が渡され、マンドレル輪２４の４つの直交するアームの１つの上に配置される。このことが矢印で図示されている。次いで、Ｂで示す次のステーションへと車輪２４が回転し、そこでスリーブ１２上に上面１８が射出成形される。射出成形時には、マンドレル輪のアーム上に配設された内側ツールが、外側のツール対と協働する。スリーブ縁部は射出成形中に内側ツールと外側ツールの間で圧締される。スリーブ１２上にプラスチック上面１８を射出成形する技術は既に知られており、ここでは詳細に説明しない。しかし、同様の充填機で射出成形されたこれまでの上面は、注ぎ口１９を覆う薄膜を含んでいた。しかし、本発明による方法では、上面１８は、開いている注ぎ口１９とともに射出成形される。このような上面設計の違いは、成形ツールの変更を要する。以前は、成形ツールの注入口は、薄膜及びプルタブのところに配設されていた。本発明では、その代わりに多くの注入口が上面１８のネック２０に向かって配設されている。形成された湯口のこれらのストランドは切り離される。パッケージ１０は射出成形から第３のステーションＣへと回転され、ここでパッケージ１０がマンドレル輪２４から離れる際、余分なプラスチックを切除する固定ナイフＤを通過して移動する。
【００２０】
この文脈では、充填ラインにつき１つのマンドレル輪２４、すなわちこの場合は２つであるということに言及すべきであろう。
【００２１】
射出成形後、パッケージ１０は第３のステーションＣへと回転され、そこで新しく射出された上面１８を有するスリーブが、マンドレル輪のアームから次のユニットであるマガジン・ユニット２６へと移動される。ここでは、パッケージ１０がマガジン２６内で一回転する機会を与えられながら、上面１８のわずかな冷却が行われる。軸Ｘの周りを回転するマンドレル輪２４とは異なり、マガジン２６は軸Ｘと実質的に直交する軸Ｙの周りを回転する。このような場合、マガジン２６は図２及び図３の案内によって説明され、図３は図２の視点と直角をなす視点からマガジン２６を高度に概略化した図である。したがって、軸Ｙは図３の紙面を貫くように延びる。これらの図では、マガジン２６はレボルバー輪として形成され、パッケージを受けるための４つの対の溝形材４０を含むことが明らかである。両ラインはマガジン２６内の空間を共有し、この場合それぞれのラインごとに各対の一方の溝形材４０が使用される。したがって、合計８つのパッケージ１０を同時に回転することができる。もちろん、より多い又は少ないパッケージ１０を同時に回転できるようにマガジン２６を設計することもできる。
【００２２】
溝形材は充填機の長手方向と実質的に平行であり、各回転段階では、対の一方が、マンドレル輪の第３のステーションＣ、すなわちマンドレル輪２４からマガジン２６へとパッケージ１０の移送が行われるステーションと整列する位置に来る。この位置は、好ましくは、図２に示すようにマガジン２６内の最上部にある溝形材４０の位置で、その相対部を有する。
【００２３】
溝形材４０は、その断面の周りにパッケージを運搬し支持することができる摺動レールを使用して形成される。各溝形材４０の内側断面は、好ましくは、パッケージの断面よりごくわずかに大きくなっており、スリーブ縁部の上面の外周と一致する構造である。溝形材は、上面の構成が確実に維持されるようにすることができ、起こり得る変形のリスクが低減される。パッケージはさらに溝形材４０内に横置きで支持される。溝形材の長さは、パッケージ１０の高さにほぼ対応する。
【００２４】
上述の通り、マガジン２６は冷却ステーションである。パッケージ１０がマガジンの中へと移動されるとき、温度は約７５〜９０℃、好ましくは約８０〜８５℃であり、マガジン２６から外へと移動されるとき、温度は６５〜８０℃、好ましくは約７０℃である。その結果、室温への本来の冷却を行う時間がかからず、その結果、パッケージ上面１８を構造的に安定化するための時間がかからない。上面１８をより良く冷却しようとする場合、マガジン２６は空気を使用する能動冷却のための手段を備えることができる。次いで、冷却空気又は圧縮空気の供給源に連結されたノズル（図示せず）を使用することができ、パッケージがマガジン２６内にあるとき、全部又は一部の時間にわたって冷却空気が上面１８に向かって吹き付けられる。能動冷却によって上面１８がより効果的に冷却される場合であっても、少なくとも費用及び空間の理由を考慮に入れると、確実な構造的安定性が達成される室温に近づけることは不可能である。しかし、温度を４０〜５０℃に下げることは可能である。
【００２５】
パッケージ１０はマガジン２６内で一回転し、それにより、入ったときと同じ位置へと移動するが、機械内で下流方向を向いている。先に述べたように、次のユニットはパッケージ・ガイド２８である。
【００２６】
パッケージ・ガイド２８はキャップ・アプリケータ３０及びコンベヤ３４と協働し、ともにパッケージ１０にキャップ２２でキャッピングする工程を実現する。
【００２７】
パッケージ・ガイド２８はマガジン内の溝形材に非常に類似しており、摺動レール４２から製造される。内側断面は、好ましくは、パッケージ１０の断面よりごくわずかに大きくなっており、スリーブ縁部の上面の外周と一致する構造である。次いで溝形材は、パッケージがキャッピング段階中に回転せず、トルクが加えられるとき上面１８がその形態を維持するようにする。やはり、ここではパッケージ１０は横置きされている。ガイド２８はマガジン２６の上側位置と同一平面をなすように配設され、機械の長手方向の長さはパッケージ１０の高さよりわずかに大きい長さに対応する。さらに、ガイド２８は第１及び第２のパッケージ位置Ｉ及びＩＩを備えて配設されている。第１の位置Ｉはマガジン２６に面し、第２の位置ＩＩはキャップ・アプリケータ３０に面する。この区分は図２に破線で象徴的に図示されている。
【００２８】
このキャップ・アプリケータ３０は、２つのラインにそれぞれ回転チャック４４を含み、すなわち、各ラインから１つ、２つのパッケージ１０を同時にキャッピングすることができる（図４参照）。チャック４４は、パッケージ・ガイド２８内のパッケージの位置に対して、チャック４４が下側キャップ収集位置とキャッピング位置の間で動くように、可動フレーム４６上に配設されている。パッケージ・ガイド２８内でパッケージ１０のネックと整列する位置であるキャッピング位置から、チャック４４は、供給デバイス４８が１つのキャップ２２をチャック４４内へと供給するキャップ収集位置へと移動される。図５及び図６を参照すると、チャック４４が、キャップ２２を受けるように配設された凹部５０を備えて設計されている。凹部５０はキャップのサイズ及び形状に対応するサイズ及び形状であり、キャップ２２を凹部５０内へと押し込み、そこで定位置に維持することができるようになっている。本実施例では、キャップ２２、したがって凹部５０は、好ましくは円形である。維持を容易にするため、及びチャック４４がキャップ２２を同じ回転速度で回転させることができるように、すなわちチャック４４とキャップ２２の間に相対的な動きが生じないようにするために、チャックの内周面５２は、キャップ２２に沿って軸方向に延びる外部隆起線３１（図８及び９参照）と協働する軸方向の内部溝線（図示せず）を備えている。
【００２９】
供給装置４８はキャップ２２のための供給溝形材と連絡し、収集位置に到達するとキャップ２２をチャック４４内へと押し込むようになっている機構を有する。キャップ２２は、上面３３がチャック４４内の底面５４に面するようにして押し込まれる。底面５４は少なくとも１つの抽気孔５６を備え、これを通して、チャック４４とキャップ２２の間に残っている可能性のある空気を逃がすことができる。そのような手段によって、キャップの迅速な押し込みサイクルの結果として起きる可能性のある空気クッションの形成を改善することができる。
【００３０】
上述したように、機械は、パッケージ１０をマンドレル輪２４とマガジン２６の間で移動するように設計された第１のコンベヤ３２と、パッケージ１０をマガジン２６とパッケージ・ガイド２８の間、並びにパッケージ・ガイド２８内部及びキャップ・アプリケータ３０を通って第３のコンベヤ３６へと移動するように設計された第２のコンベヤ３４を含む。第３のコンベヤ３６は、キャップ取り付け済みのパッケージ１０を取り扱うように配設されている。
【００３１】
様々なユニットとコンベヤが協働する方法を、以下で、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
マガジン２６は次のパッケージ、すなわち最も長時間マガジン内にあり、パッケージ・ガイド２８内へと収集されるよう準備されているパッケージを順に回転する。ここで、このパッケージを第１のパッケージと呼ぶ。第２のパッケージと呼ばれる、先導パッケージは、このステージでパッケージ・ガイドの第２の位置ＩＩにある。コンベヤ３４は一時的に第２のパッケージへのグリップを解除し、これを図の左へと動かす。２つのパッケージを同じ動作で動かし、それにより次の第１のパッケージを収集し、再び第２のパッケージを把持することも可能である。次いで、コンベヤ３４は先導の第２のパッケージがキャップ・アプリケータ３０に近づき始めるまで、両方のパッケージをある距離だけ前方に移動する。次いで、この動きは回転するチャック４４へと実質的に一定の移動速度に同化され、第２のパッケージのキャッピングが開始される。キャッピング段階の最後に、必要な締結トルクがチャック４４で達成されるまで、第２及び第１のパッケージの両方の動きは休止する。次いで、代わりにキャップ２２がチャック４４から外れてパッケージへと移動する。キャッピングが完了した後、第２のパッケージを第３のコンベヤ３６内に載せ、次の第１のパッケージをキャッピングに向かう方向で前進させる。次いで、第１のコンベヤ３２が、新しい第３のパッケージをマンドレル輪２４内で収集し、これをマガジン２６へと動かす。同時に、第２のコンベヤ３４が先導の第１のパッケージを受け取ってパッケージ・ガイドの第１の位置へと移動し、さらに先導する第２のパッケージを第３のコンベヤ３６内に載せる。次いで、チャック４４が動いて経路から外れ、パッケージ・ガイド２８の下の供給装置４８内で新しいキャップ２２を収集する経路に入る。マガジン２６は回転し、操作が最初から開始される。
【００３３】
図７、８及び９を利用して以下で説明するキャッピング・サイクルは、第１の導入段階及び第２の段階を含む。第１の段階では、パッケージ１０がキャップ２２の回転と同時に動かされ、第２の段階では、パッケージ１０は静止し、キャップ２２は回転し続ける。第１の段階では、キャップ２２は静止位置に維持され、すなわち、パッケージ・ガイド２８に近づいたり離れたりするように長手方向に移動しない。
【００３４】
キャッピング・サイクルの第１の初期段階を最初に説明する。図７を参照すると、チャック４４のトルク、パッケージの動き、及びチャック４、したがってキャップ２２の回転速度のグラフが示されている。キャップ２２を収集したチャック４４が、キャッピングしようとするパッケージ１０のネック２０と同一平面であるキャッピング位置へと動き、回転を始める。これは、図７の位置１に示されている。チャック４４はキャッピング位置ではパッケージ・ガイド２８に向かう方向には動かない。ここで第２のコンベヤ３４は、パッケージ１０を収集してキャップ・アプリケータ３０へと前進させるために、パッケージ・ガイドの第２の位置Ｉへと戻る。図７の位置２では、コンベヤ３４の後部位置が示されている。位置２への下向きカーブは、コンベヤ３４の後進動作を示し、位置２の後の上向きカーブはその前進動作を示している。位置３を参照すると、チャック４４の加速が完了した直後に、チャックの基準速度に達している。基準速度はねじ込みの導入段階中にチャック４４が達成すべき回転の速度であり、これは実質的に一定である。
【００３５】
位置４では、上述したキャップ２２の不正開封証拠バンド２５がパッケージ・ネックの密封縁２９の上に入り始め、チャックのトルクが一時的に上昇する。準備ができると、コンベヤ３４はパッケージ１０がチャック４４に向かう線形動作を開始する。線形という用語は、動作が実質的に一定速度で行われることを示す。この動作は、図７の位置５から位置７に見ることができる。この位置では、キャップ２２の回転速度とパッケージ１０がコンベヤ３４を利用して動かされる移動速度の関係は、キャップ２２内のねじ山２３及びパッケージ・ネック２０上のねじ山２１のねじピッチに相対部を有するようになっている。これは、キャップの雌ねじ２３が実質的にネックの雄ねじ２１のねじピッチに追従することができるように、速度が互いに対して維持されることを表すと考えられる。もちろん、ネック２０及びキャップ２２のねじピッチは実質的に同じであり、キャップのねじ山２３がネックのねじ山２１のねじピッチに追従することができるのと同様に、ネックのねじ山２１はキャップのねじ山２３のねじピッチに追従することができる。この関係は、ｐ＝ｖｆ／ｖｃという関係で表すことができ、ここでｐは関連するねじ山のねじピッチであり、ｖｆはパッケージがキャップに向かう移動速度であり、ｖｃはチャックの回転速度であり、したがってキャップの回転速度でもある。例えば、ねじピッチｐが１０ｍｍ／回転であり、パッケージの移動速度ｖｆが１００ｍｍ／秒であると、チャックの速度ｖｃは１０回転／秒＝１０秒−１とならなければならない。
【００３６】
これにより、壊れやすいネック２０上のねじ山２１が変形中に損傷することを防ぐ。キャップ２２は機械へと供給されるので、キャップ２２内のねじ山２３はそれほど損傷しやすくはない。これは機械内で製造されておらず、その結果、構造的な安定性がはるかに高い。ねじピッチとの一致は図８及び９でさらに示されている。
【００３７】
しかし、一致の重要な機能が示される前に、不正開封証拠バンド２５が密封縁２９上に嵌まり込み、これは位置６でチャック４４上のトルクの大幅な低下として示されている。その後、キャップ２２のねじ山２３がネック２０のねじ山２１内でリード口を見つけ出す。ねじ山２１には３つのリード口があり、それによりねじ山２１は３つのセクションからなり、そのようなセクションの１つが図８にＧで示されている。対応するセクションはキャップ内に見られる。簡略性のために、ＨとＧの間の相互作用のみを説明する。最も望ましい状況では、キャップ内の対応セクションＨが図８のＥで示す位置でネックのねじ山と接触する。しかし、そのようになるかどうかは全く不確実である。その代わりに、ねじ山セクションＨはセクションＧに沿った他の場所、おそらく図８に示す位置Ｆでも、接触することがある。次いで、ねじ山セクション８は、キャップ２２がネック２０上で実際のグリップを得るまでねじ山セクションＧ全体に沿って摺動する。ネック２０上のねじ山は緩やかであるので、ねじ山セクションＨをねじ山セクションＧに押し付ける機会が与えられないことは極めて重要である。ねじピッチが追従するように、この位置で実質的に一定のパッケージ動作が、同じ位置でキャップ２２の実質的に一定の回転速度と一致することを確保することによって、リスクが低減される。次いで、ねじ山セクションＨはセクションＧの周りをそれに沿って、それに大きな力を加えずに下方へ摺動することができる。図８では、紙面上の軸Ｚの周りで時計方向にキャップ２２の回転が行われる。
【００３８】
位置７では、ねじ山は互いに正確に、確実に噛み合うようになっている。第１の導入段階は完了する。第２の次の段階では、パッケージの動きを停止し、チャック４４の回転によってキャップ２２をネック２０上にねじ込み続けることが可能である。しかし、チャック４４は静止しており、すなわち、パッケージ１０に近づいたり離れたりする動作をしない。その結果、パッケージ１０とチャック４４の間に長手方向の相対的な速度は存在しないので、最終ねじ込みサイクルの際、キャップ２２はチャック４４からある距離だけ引き出される。キャップ２２はチャック４４から外へ、容易に摺動する。
【００３９】
図７の位置８では、トルクがわずかに増加し、その後再び大幅に低下する。これは、不正開封証拠バンド２５がネック２０の縁部２７上に嵌め込まれたときに起きる。ここから位置１０及び１１まで、チャックのトルクが増加する。
【００４０】
選択された締結トルクに達するまで、ネック２０上でキャップ２２が締結される。位置１０では、チャックの速度が低下し、ここから位置１１までは、トルクが高値であることが分かる。
【００４１】
キャッピング・サイクルは迅速である。ねじ山間で第１の係合がなされてから、所望の締結トルクに達するまでにかかる時間は、ほぼ１００ミリ秒程度である。
【００４２】
チャック４４内で、又はチャック４４と接触して、締結トルクを検出するための従来の手段がある。この感知は、短時間間隔、好ましくは１６〜２０ミリ秒ごとに行われる。トルク値は位置１０と１１の間で強度が上下して変動する傾向があり、その結果、必要な締結トルクが最小値と最大値の間の間隔として表される。２つの目盛りが必要な締結トルク、すなわち最小と最大の範囲内のトルクを検出することができたとき、キャップ２２は締結され、トルクが解除される、すなわちチャック４４を動かす原動力が停止される。これは、位置１２に見ることができる。
【００４３】
最後に、チャック４４がパッケージ１０から離れるように軸方向に移動され、供給デバイス４８へと下って新しいキャップ２２を収集する。
【００４４】
説明した実施例では、上述のように供給装置４８は好ましくはキャップ・アプリケーションの下に置かれる。これにより、パッケージ１０はキャップを取り付けられると、チャック４４の上を通って上述の第３のコンベヤ３６へと水平に動くことができ、コンベヤ３６はパッケージ１０を持ち上げ、滅菌ステーションを最初に通過する可能性もあるが、パッケージ１０を充填ステーションへとさらに移動させる。キャップ取り付け済みのパッケージ１０を第３のコンベヤ３６へと提供するのは、上述の第２のコンベヤ３４である。
【００４５】
第３のコンベヤ３６は上述の通りパッケージ１０を持ち上げ、パッケージ１０の底である依然として開口している端部が機械内で上向きになっている。パッケージ１０は充填ステーションへと移動され、充填機ノズルの下に配置される。充填自体は既知の方法で行われた後、パッケージ１０はスリーブ端部を横方向に密封するために密封ステーションへと移動される。積層スリーブの筒を横方向に密封する多くの方法は、当分野では既に知られており、ここでは詳細に説明しない。横方向に密封した後、充填され密封されたパッケージは、パッケージの底面が形成される最終折り畳みステーションへと移動される。
【００４６】
以上、本発明を、現在の好ましい実施例を利用して説明した。しかし、本発明はこの実施例に制限されず、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの変形及び修正が可能であることを理解されたい。
【００４７】
例えば、パッケージ１０の移動速度ｖｆは実質的に一定であり、キャップの回転速度ｖｃは実質的に一定であると説明した。しかし、これらの間の関係はねじピッチｐが得られる相対部を有することが確保されている限り、これらの速度は一定である必要はないことは明らかであることを理解されたい。
【００４８】
「筒状」及び「スリーブ」という用語は幅広く解釈され、すなわちあらゆるタイプのパッケージ断面が包含されている。その結果、パッケージは例えば円形、三角形、正方形、長方形、又は多角形の断面を有することができる。ここで説明された実施例では、断面は正方形である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一方の端部が開いており、他方の端部が上面によって閉じられているスリーブを含む、パッケージの概略図である。
【図２】とりわけ本発明に関連する充填機内のユニットを側面から見た概略図である。
【図３】パッケージのためのマガジンの溝形材の概略図である。
【図４】パッケージ・ガイド及びキャップ・アプリケータの上方から見た概略的な斜視図である。
【図５】チャック、キャップ及びパッケージの概略的な分解斜視図である。
【図６】キャッピング段階中のパッケージ、キャップ及びチャックの概略的な斜視図である。
【図７】キャッピング段階の概略的なグラフである。
【図８】ネックを備え、その上にキャップの部分的な断面が示されている、上面の概略的な平面図である。
【図９】図８の上面及びキャップを、斜視図で概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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