(57)【要約】  本発明は、実質的に横方向へ走る折目線（１１）を有する折目パターンを含むとともに、チューブ（１９）への再成形が開始されるよりも前に偏向装置（１８）の上を走行する可撓性包装材料ウェブ（１０）をチューブ（１９）に容易に再成形できるようにする装置（４０）に関するものである。この装置（４０）は、偏向装置（１８）の下流側でチューブ成形手段（２０）の上流側に配置された成形装置（４２）を含み、少なくとも前記横方向の折目線の１つに沿ってウェブに座屈が生じた場合、成形装置は、完成チューブの内面を形成するようになされるウェブ（１０）の面（１７）と接触して、チューブへの成形が開始されるきっかけをウェブ（１０）に与えるように配置されていることを特徴とする。本発明はまた、可撓性包装材料ウェブ（１０）をチューブ（１９）に容易に再成形できるようにする方法に関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に横方向へ走る折目線（１１）を有する折目パターンを含むとともに、チューブ（１９）への再成形が開始されるよりも前に偏向装置（１８）の上を走行する可撓性包装材料ウェブ（１０）をチューブ（１９）に容易に再成形できるようにする装置（４０）であって、偏向装置（１８）の下流側でチューブ成形手段（２０）の上流側に配置された成形装置（４２）を含み、少なくとも前記横方向の折目線の１つに沿ってウェブに座屈が生じた場合、成形装置は、完成チューブの内面を形成するようになされるウェブ（１０）の面（１７）と接触して、チューブへの成形が開始されるきっかけをウェブ（１０）に与えるように配置されていることを特徴とする装置（４０）。
【請求項２】
成形装置（４２）は、ウェブ（１０）の長手方向中心線（Ｍ）と長手方向縁（２１）との間の少なくとも１つの面積部分（４４）でウェブ（１０）に当接するように配置された請求項１に記載の装置（４０）。
【請求項３】
成形装置（４２）は、ウェブ（１０）の長手方向中心線（Ｍ）とそれぞれの長手方向縁（２１）との間の、ウェブの中心線（Ｍ）の各側における少なくとも１つの面積部分（４４）でウェブ（１０）に当接するように配置された請求項１に記載の装置（４０）。
【請求項４】
前記面積部分（４４）がウェブ（１０）の長手方向中心線（Ｍ）よりもウェブ（１０）の前記長手方向縁（２１）に一層接近して位置決めされた請求項２または請求項３の何れかに記載の装置（４０）。
【請求項５】
前記成形装置（４２）が少なくとも１つの回転自在に配置された成形ローラー（４６）を含む請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置（４０）。
【請求項６】
前記成形装置（４２）が一致した回転軸線を有する少なくとも２つの回転自在に配置された成形ローラー（４６）を含む請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の装置（４０）。
【請求項７】
実質的に横方向へ走る折目線（１１）を有する折目パターンを含むとともに、チューブ（１９）への再成形が開始されるよりも前に偏向装置（１８）の上を走行する可撓性包装材料ウェブ（１０）をチューブ（１９）に容易に再成形できるようにする方法であって、少なくとも座屈が前記横方向の折目線の１つに沿って形成された場合、チューブの再成形を開始するきっかけをウェブに与えるために、完成チューブの内面を形成することを意図されたウェブ（１０）の面（１７）面に成形装置（４２）を接触させる段階を含み、成形装置は偏向装置（１８）の下流側でチューブ成形手段（２０）の上流側に配置されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に横方向へ走る折目線を有する折目パターンを含むとともに、チューブへの再成形が開始されるよりも前に偏向装置の上を走行する可撓性包装材料ウェブをチューブに容易に再成形できるようにする装置に関するものである。本発明はまた、可撓性の包装材料ウェブをチューブに容易に再成形できるようにする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば実質的に液体食品用の平行六面体形状の包装容器を製造する今日の多くの包装充填機械においては、可撓性の包装材料ウェブは、その長手方向の両縁を重ね合わせてシールすることで徐々にチューブに再成形される。その後、所定の内容物を包装材料チューブに詰め込み、そのチューブに一定間隔の横方向シール区域で横方向シールを行う。このように内容物を充填されシールされたチューブ部分は、その後、それらのシール区域で切断されて分離され、また、適用できる場合には、チューブの長手方向を横切って配置されたシールの向きに応じてそれらのチューブ部分を折曲げ加工することで所望の幾何学形状に成形される。包装容器は、例えば所定の平行六面体の形状とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許第ＷＯ９８／１８６０９号公報
【特許文献２】米国特許第６３８６８５１号明細書
【０００４】
本来平たい形状の包装材料をチューブにする再成形は、多くの成形手段によって行われており、それらの成形手段は包装材料が実質的に円形断面を有する形状となるように徐々に力を作用させて、包装材料の長手方向両縁を互いにシールできるようにする。このチューブ成形方法は、実質的に弧形状チューブ成形手段によって始まり、その後、開いた成形リングの形状をした１つ以上のチューブ成形手段を通して成形が続けられる。閉じた成形リングであることが好ましい最終のチューブ成形手段において、包装材料チューブは最終横断面形状を与えられ、また、長手方向のシールが実行される。
【０００５】
包装材料は、通常、紙または板紙のコア層と、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンのような熱可塑性の被覆層とを含んで成る形式のものである。この材料はまた、例えば光および酸素から内容物を保護するバリヤ層（遮断層）も含む。そのようなバリヤ層は、例えばアルミニュウム箔とされることができる。さらに、包装材料は、通常、例えば平行六面体形状の包装容器に容易に最終成形できるようにするために、折目線を含む折目パターンを備えた形式とされ得る。
【０００６】
上述した薄い包装材料の全てで、或る場合に、それらの折目線が平たいウェブをチューブ形状にする再成形の障害となることがある。何故なら、とりわけ再成形よりも前に、ウェブがその方向をまさに大きく変化させることを目的とした曲げローラーの上を走行するからである。空間が狭いために直径が比較的小さなこの曲げローラーは、或る場合、ウェブの横方向に伸長する１つまたは他の折目線に座屈（若しくは折曲げ）（ｓｐｒａｉｎ）を生じ、また、皺を形成することになる。これは、包装材料に含まれる紙層が折目線において座屈され、その結果として包装材料が前記折目線に沿って折曲られることを意味する。その後ウェブがチューブに再形成されるとき、また、長手方向の折目線と同じ方向の、すなわち形成された横方向の皺に対して実質的に９０゜をなす幾何学的軸線の回りにウェブが折曲げ作用を受けるとき、或る場合にはそのような折曲げが困難になる。包装材料ウェブが一方向に関して既に成形されている、すなわち折曲られている場合には、他の方向に関してその包装材料ウェブを成形することは困難となることが立証されている。先行する折曲げ加工、この特定の場合としての皺は、チューブ形状を実現するために必要なウェブ曲げ加工に障害となる望ましくない剛性を与えてしまう。この剛性は、曲げローラーを通過した後、皺に沿ってその剛性のために実質的に真直な１つ以上の部分が形成されることになりかねない。したがって、包装材料は望まれるように曲げることができず、その代わりに或る区域に沿ってエッジを現すことになる。チューブ成形手段を通ることで、包装材料ウェブはその固有の剛性が原因して、チューブ成形手段に存在する通路開口を通して膨らもうとする。したがって包装材料が真直部分を現すならば、成形手段の通路開口に対するそれらの真直部分の位置、およびその通路開口寸法に対する真直部分の長さに応じて、チューブに一時的な捩じれまたは変形を生じる危険がある。何故なら、チューブ形状の不均一な横断面がそれぞれのチューブ成形手段において自体を調整しようとするからである。これは、チューブが一定した走行をできなくし、また、これにより完成包装容器が正しい形状とならない危険を生じる。最悪の場合には、チューブは破壊されることになる。
【０００７】
上述で概要を説明した問題点は、チューブへの成形よりも前に、材料ウェブに直接に射出モールド成形されて材料ウェブから或る長さだけ突出する形式の開口装置、例えばネックとして注ぎ口の形成された開口装置を包装容器が備えた場合に、特に厳しい問題となる危険をはらんでいる。この技術は、例えば国際特許第ＷＯ９８／１８６０９号公報および米国特許第６３８６８５１号明細書に記載されている。そのような開口装置を有する場合、チューブ成形手段は開口装置が通過できるほどの過大な通路開口を備えることになる。したがって、材料ウェブにとって外方へ膨らむ付随的な機会が与えられ、これにより捩じれが生じることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、可撓性の包装材料ウェブをチューブに容易に成形できるようにする装置であって、包装材料に形成され得る横方向のあらゆる皺の影響を打ち消し、ウェブを均一な湾曲を有するチューブに成形させるように働く装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、添付の特許請求の範囲に記載され、以下に説明される装置およびそれに対応する方法によって解決される。
【００１０】
本発明による装置は、実質的にウェブの横方向に走る折目線を少なくとも含んで成る折目パターンを備えたウェブと関連して使用するように配置される。ウェブは、チューブへの成形が開始されるよりも前に、偏向装置の上を走行される。本発明の装置は、偏向装置の下流側でチューブ成形手段の上流側に配置された成形装置を含むことを特徴とする。少なくとも前記横方向の折目線の１つに沿ってウェブに座屈が生じた場合、成形装置は、完成チューブの内面を形成するようになされるウェブ面と接触して、チューブへの成形が開始されるきっかけをウェブに与えるように配置される。
【００１１】
皺が形成されても、包装材料ウェブは前記成形装置に当接することになるので、皺はチューブへの成形開始後に円弧形状となるように強制される。包装材料ウェブに成形装置が当接する結果として、その剛性は座屈した折目線に沿って操られて、ウェブは一層曲げ易くなる。
【００１２】
成形装置は、ウェブの長手方向中心線と長手方向縁との間の少なくとも１つの面積部分でウェブに当接するように配置される。代替的に、成形装置は、ウェブの長手方向中心線とそれぞれの長手方向縁との間の、ウェブの中心線の各側における少なくとも１つの面積部分でウェブに当接するように配置される。
【００１３】
この装置は、前記面積部分がウェブの長手方向中心線よりもウェブの前記長手方向縁に一層接近して位置決めされるように設計される。この実施例は座屈した折目線に最大限の影響を与えることが立証されている。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、前記成形装置は少なくとも１つの回転自在に配置された成形ローラーを含む。上述した成形装置の最初の当接の場合は、この成形ローラーはウェブの前記面積部分の上を伸長するように配置される。上述した成形装置の代替的な当接の場合には、この成形ローラーはウェブの前記面積部分の両方にわたって伸長するように配置される。成形ローラーは自由回転するので、成形ローラーと包装材料ウェブとの間の摩擦は低減され、このことは包装材料を損傷させる危険を効果的に軽減する。
【００１５】
本発明の他の実施例においては、前記成形装置は、一致した回転軸線を有する少なくとも２つの回転自在に配置された成形ローラーを含む。上述した成形装置の代替的な当接の場合には、それらの成形ローラーはウェブの前記面積部分のそれぞれ１つの上を伸長するように配置される。これまでの開示によれば、成形ローラーが回転自在であることが有利である。何故なら、成形ローラーと包装材料ウェブとの間の摩擦がこれにより最小化され、このことが包装材料を損傷させる危険を効果的に軽減するからである。
【００１６】
実質的に横方向に走る折目線を有する折目パターンを含むとともに、チューブへの再成形が開始されるよりも前に偏向装置の上を走行される可撓性の包装材料ウェブをチューブに容易に再成形できるようにする本発明の方法は、少なくとも座屈が前記横方向の折目線の１つに沿って形成された場合、完成チューブの内面を形成することを意図されたウェブ面に成形装置を接触させる段階を含むことを特徴とする。この手段によれば、ウェブはチューブへの成形開始のきっかけを与えられる。成形装置は偏向装置の下流側で、成形手段の上流側に配置される。
【００１７】
可撓性の包装材料ウェブをチューブへと容易に再成形できるようにする本発明の装置に関連して説明したこれらの特徴は、当然ながら、可撓性の包装材料ウェブをチューブへと容易に再成形できるようにする本発明の対応する方法に転じられる。これらの特徴は当然ながらさらに同じ実施例に組み合わせることができる。
【００１８】
本発明は、現在好ましいとされる１つの実施例を参照し、また、さらに添付図面を参照して、以下に非常に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による包装充填機械を概略的に示す概略斜視図である。
【図２】包装材料ウェブを最初に成形する第１のチューブ成形手段を上方からの視図で概略的に示す概略平面図である。
【図３】図２の第１のチューブ成形手段、ならびに包装材料ウェブ、偏向装置および本発明による装置を概略的に示す斜視図である。
【図４】図２の第１の成形手段を情報からの視図で、および不正に成形された包装材料ウェブの形状を点線で概略的に示す平面図である。
【図５】図３に含まれる部品を概略的に示す側両面図である。
【図６】本発明の装置ならびに材料ウェブを上方からの視図で概略的に示す平面図である。
【００２０】
図面は互いに尺度が同じでないことに気づかねばならない。
【００２１】
本発明による装置は、冒頭に記載した形式で、例えば平行六面体の形状をした包装容器の製造に使用される形式の包装充填機械に有利に使用できる。そのような包装充填機械の１例が図１に示される。
【００２２】
この機械は、可撓性の包装材料ウェブ１０を給送される。この包装材料は、通常、既に説明したように紙または板紙のコア層と、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンのような熱可塑性の被覆層とを少なくとも含む形式のものである。さらに、この材料ウェブ１０は、平行六面体の包装容器へと容易に最終成形できるようにするために、横方向の折目線１１（唯１つが図１に概略的に示されている）および長手方向の折目線（図示せず）を含む形式のものである。
【００２３】
包装材料ウェブはマガジンリール１２として機械に与えられ、そのリールから包装材料ウェブ１０が繰出されて、ガイドローラー１４により包装充填機械を通して実質的に上方へ導かれる。幾つかの包装充填機械においては、この位置に殺菌室が備えられ、内容物の寿命を延長するためにこの殺菌室で包装材料ウェブ１０が殺菌処理される。図面に殺菌室は示していない。
【００２４】
機械の最上区域において包装材料ウェブ１０は、とりわけ走行ウェブ緊張ローラー１６と曲げローラーの形態をした偏向装置１８とを通過する。包装材料ウェブ１０はその装飾図柄面１５を曲げローラー１８に向けて、また、内面１７、すなわち下方位置で形成される包装材料チューブ１９の内面を形成することになる面を曲げローラー１８から離れる方向へ向けて、曲げローラー１８の上を走行する。
【００２５】
曲げローラー１８を回った後、包装材料ウェブ１０は、チューブ成形装置２０により包装充填機械を通して実質的に垂直下方へガイドされる。最終の、最下部に位置するチューブ成形装置において、材料チューブ１９を形成するためにウェブの２つの長手方向縁２１が重ね合わされて、長手方向シール装置２２によりシールされる。材料チューブ１９を通して同心的に下方へと充填パイプ２４が伸長しており、この充填パイプ２４はチューブの上部開口端を通して伸長し、チューブがシール済み部分へと再成形される位置の直ぐ上方でチューブ内に排出（注入）を行うのであり、シール済み部分はその後個別の包装容器２６となされる。シール作業は、包装材料チューブ１９をクランプして横方向にシールするために対を成して協働する成形シールジョー２８によって行われる。前記ジョー２８はまた、個別の包装容器２６を形成するようにシール作業区域でシール済み部分の切断に備える。
【００２６】
図２は、曲げローラー１８よりも上方から見た第１の弧形状のチューブ成形手段３０を示している。これは４つの回転自在な成形ローラー３２を含み、それらのローラーは包装材料ウェブ１０の装飾図柄面１５に当接すること、およびウェブを成形することを意図されている。中間の成形ローラー３２の間の通路開口３４内を、適用できる場合には突出する開口装置（図示せず）が通過する。図中の点線Ｗは、包装材料ウェブ１０がこの第１のチューブ成形手段３０を通過するときに有するであろう望ましい形状を示している。包装材料ウェブの長手方向縁２１は互いに接触する位置から離れており、この形状はハート形の上部分を多少ながら想起させる。
【００２７】
冒頭に記載したように、或る場合には、特に曲げローラー１８の上をウェブが通過することに関連して横方向の折目線１１に沿って皺３６が形成された場合、所望される包装材料ウェブ１０の形状を得ることは困難である。そのような皺３６は図３の曲げローラーの位置に示されており、皺は包装材料ウェブ１０の内面１７から外方へ向かうことが見られる。
【００２８】
そのような皺３６が生じると、包装材料ウェブ１０が第１の弧形状チューブ成形手段３０の位置で皺３６の部分に成形されずに取り残されたままの真直部分３８を現す危険がある。図４の点線Ｗ1 および仮想線Ｗ2 は部分的に真直な部分３８を有する形状の例を示している。冒頭に記載したように、この形状は望ましくない。
【実施例１】
【００２９】
図３、図５および図６を参照して、この問題を効果的に解消する本発明による装置４０が説明される。
【００３０】
装置４０は、曲げローラー１８の直ぐ下流側で、最初の弧形状チューブ成形手段３０の上流側に配置された成形装置４２を含んで成る。
【００３１】
一般的にいって、この成形装置４２の機能は、座屈した折目線における剛性、すなわち皺３６に対抗（打ち消し）して、チューブにする再成形を開始する、すなわちチューブへと再成形する曲げと同じ方向への曲げを開始するきっかけを包装材料ウェブ１０に与えることである。これを行うために、前記成形装置４２は、ウェブ１０の内面１７、すなわちチューブ１９の内面を形成することになる面が成形装置４２と接触できるように配置される。少なくとも、成形装置４２は皺３６が横方向折目線１１に沿って形成されたウェブ１０と接触されねばならず、また、この接触によって成形装置４２は、図３に示される２つの面積部分４４の少なくとも一方において包装材料ウェブ１０に当接し、軽く押圧することになる。面積部分４４（点線で囲まれている）はウェブの長手方向中心線Ｍ（図１に概略的に示されている）の各側、すなわち中心線Ｍとウェブ１０の各長手方向縁２１との間に配置される。図面から明白となるように、面積部分４４は成形装置４２の最適な機能を得るために、中心線Ｍよりもウェブ１０のそれぞれの長手方向縁２１に接近して位置される。このようにして、成形装置４２はウェブ１０の両方の面積部分４４に対して同時に当接する。しかしながら実際の作動では、成形装置４２は一度にしばしば一方の面積部分４４に対して当接し、真直部分が形成される箇所に応じて両方の面積部分４４に対して交互に当接する。
【００３２】
図面において、前記成形装置４２の一例が示された。図３では、成形装置４２が２つの成形ローラー４６を含むことが見られる。これらのローラーは回転自在にシャフト４８に軸支され、このシャフトはフレーム５０に固定的に取付けられている。フレーム５０は上部の弧形状チューブ成形手段３０に固定され、また、成形装置４２と前記チューブ成形手段３０との間、ならびに成形装置４２と曲げローラー１８との間に或る距離を形成するように設計される。それらの距離は両方とも大体同じ長さである。
【００３３】
図６は成形装置４２の２つの成形ローラー４６が包装材料ウェブ１０に対してどのような関係で配置されるかを示している。点線Ｗは、包装材料ウェブ１０が２つの成形ローラー４６を通過するときのその形状を実質的に構成しており、また、この例の形成ローラーはウェブの中心線Ｍの各側で長手方向縁２１へ向けて良好な距離をもって当接することが見られる。この当接は、皺３６が成形ローラー４６から離れる方向へ向いた弧形状を形成する作用を伴う。包装材料ウェブ１０が最初のチューブ成形手段３０に実質的に到達すると、図２に示されるような４つの成形ローラー３２によってウェブ自体が所望形状に成形されるように成される。
【００３４】
図５は、成形装置４２と、曲げローラー１８と、第１のチューブ成形手段（簡単化して示される）３０とを側視図で示している。成形装置のローラー４６の外周は仮想線Ａに位置し、この仮想線Ａは線Ｂよりもさらに外側（すなわち図中で右方向）へ或る距離ほど離れて位置されており、線Ｂは包装材料ウェブ１０が曲げローラー１８との接触から解放される位置から接線方向に配向されていることが見られる。成形ローラー４６はまた、接線方向に配向された線Ｂに対応する線上に位置される。
【００３５】
図６を参照すれば、成形ローラー４６はマッシュルームまたはシャンパン瓶コルク栓を想起させる形状を有しており、すなわち、第１の端の部分５１は他端の部分５２の直径よりも大きい直径を有する。両部分５１，５２の間に滑らかな曲率の遷移部分が形成されている。同様に、各成形ローラー４６の外縁は滑らかに丸められている。
【００３６】
成形ローラー４６は、小さい径の部分５２が互いに向かい合わされてシャフト４８上に配置される。
【００３７】
本発明は現在好ましいとされる一実施例に関して成形されたが、本明細書を読む当業者には、本発明がそれに限定されることがなく、複数の変形例および変更例が特許請求の範囲の欄に記載の範囲から逸脱することなく考えられることは明白となるに違いない。
【００３８】
上述したように、成形装置４２は２つの成形ローラー４６を含むことができる。しかしながら、成形装置は代替的に１つまたは複数の成形ローラーを含むことを理解しなければならない。さらに、成形ローラーは記載した以外の他の形状を有することができる。例えば、それらは全体にわたって１つの同一直径を現すことができる。
【００３９】
同様に、成形装置は図示例とは異なる別の方法で取付けられることができることを理解しなければならない。当然ながら、多くの機械的に実行できる解決方法を利用することはできる。
【００４０】
図示実施例において、包装材料ウェブ１０は装飾図柄面１５、すなわちチューブしたがって包装容器の外面を形成することになる面を曲げローラー１８に向けて走行されている。したがって、チューブ形状への再成形は、包装材料ウェブ１０の長手方向縁２１を例えば図３に示される構造によって曲げローラー１８から離れる方向へ先ず導くことで行われる。しかしながら、包装材料ウェブ１０の内面１７が曲げローラーに向けられて包装材料ウェブが走行される包装充填機械も存在する。そのような例においては、チューブ形状への再成形は、包装材料ウェブの長手方向縁を先ず曲げローラーへ向けて導くことで行われる。しかしながら、何れの可能な横方向折目線の座屈も皺が曲げローラーから外方へ向かうように、すなわちこの実施例では装飾図柄面上で外方へ向かうように生じる。これは、皺の向かう方向による結果ではない。重要な要因は、成形装置が包装材料ウェブの内面に対して作用するように配置されていることである。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ，Ｂ，Ｗ・・線
Ｍ・・中心線
１０・・包装材料ウェブ
１１・・折目線
１２・・マガジンリール
１３・・ガイドローラー
１５・・装飾図柄面
１６・・走行ウェブ緊張ローラー
１７・・内面
１８・・曲げローラー
１９・・材料チューブ
２０・・チューブ成形装置
２１・・長手方向縁
２２・・長手方向シール装置
２４・・充填パイプ
２６・・包装容器
２８・・ジョー
３０・・弧形状チューブ成形手段
３２・・成形ローラー
３４・・通路開口
３６・・皺
３８・・真直部分
４０・・装置
４２・・成形装置
４４・・面積部分
４６・・成形ローラー
４８・・シャフト
５０・・フレーム
５１，５２・・部分
【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】
2011504861.tif 000008
【国際調査報告】
2011504861.tif 000009
2011504861.tif 000010