(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第一及び第二の面と、第一、第二及び第三の側端縁と、直角にパッドの厚さを貫通して伸びてパッドの平坦な対向面に至る長手方向中心線と、パッドのそれぞれの両側部の間を伸びる第一及び第二の横方向中心線と、パッドの平坦な対向面に対して平行な断面とを有する、全体として矩形の硬い圧力パッドであって、熱密封可能な外面を有する板紙にて形成されたカートンの底部を形成するときに使用され、カートンが、最初に、板紙のカットブランクから製造され、折り畳み線によりその上に画成された多数のパネルを有し、側部パネルを含み、該側部パネルの選んだ１つが、側部パネルの伸長部である底部パネルを含み、該底部パネルが、カートンの長手方向中心線に向けて折り畳まれ且つそれぞれの折り畳んだ位置にて熱密封されるとき、カートンに対する閉じた底部を画成し、パッドの第一の面が、圧力パッドとマンドレルとの間にて折り畳まれた底部が取り込まれるとき、折り畳んだ底部パネルに係合し且つ該底部パネルに密封圧力を付与し得るようにされ、底部パネルの少なくとも２つが、カートンの長手方向中心線に向けて折り畳まれたとき、第一及び第二のガゼットを画成する、圧力パッドにおいて、
第一及び第二の斜辺部分が、パッドの長手方向中心線にて相互に交差し、そこからパッドのそれぞれの両隅部を通って突き出し、カートンの底部を画成する折り畳んだパネルに係合する圧力パッドの面を四半分領域に実質的に分割し、該四半分領域の各々が、その頂点の１つがパッドの中央に配置され、その他方の頂点の各々がパッドの１つの隅部に配置され、前記実質的に四半分領域の対向する２つが、パッドの２つの斜辺部分により画成された前記実質的に四半分領域の他の対向する２つよりも小さい寸法であり、
前記四半分領域の少なくとも１つが、パッドの断面の平面に対して実質的に平行に配置された平坦な外面を有する第一の彫刻した突起を含み、該突起が、マンドレルに面するパッドの面から第一の高さまで伸びると共に、圧力パッドとマンドレルとの間の分離距離を確立するプラットフォームを画成し、
前記四半分領域の各々が、圧力パッドの前記彫刻した面から伸びる少なくとも１つの更なる突起を含むと共に、マンドレルに面し、圧力パッドの断面の平面に対して実質的に平行な平面内で配向され、前記第一の高さよりも低く且つ板紙の肉厚の関数である高さまで伸びる平坦な外面を画成するように改良された、圧力パッド。
【請求項２】
請求項１の圧力パッドにおいて、前記第二の突起の前記平坦面の前記高さが、板紙の肉厚の１／２に前記更なる突起の前記第二の平坦面と前記マンドレルとの間に配置された板紙の層の数を掛けた値に実質的に等しい程度だけ、前記第一の突起の前記高さよりも低い、圧力パッド。
【請求項３】
請求項２の圧力パッドにおいて、前記第二の突起の前記平坦面の面積が、前記平坦面と前記マンドレルとの間に配置される多数の層の面積に近似する、圧力パッド。
【請求項４】
請求項１の圧力パッドにおいて、前記第一の彫刻した突起が全体として三角形の断面であり、前記四半分領域の第一のものの内部に配置され、前記第一の四半分領域の主要な残り部分が、前記第二の突起を備え、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１乃至約１／２倍に等しい程度だけ、前記第一の彫刻した突起の高さよりも低い高さであり、前記第一の彫刻した突起の１つの頂点が、パッドの中心に隣接して配置され、その断面の隣接する側部が前記四半分領域の前記第一のものの隣接する側部に沿って整合される、圧力パッド。
【請求項５】
請求項４の圧力パッドにおいて、前記第二の四半分領域の第二のものの内部にてカートンを形成する材料である板紙の肉厚の約１／２に等しい距離だけ、前記第一の高さよりも低い第二の高さまで圧力パッドから伸びる全体として截頭三角形断面の第三の彫刻した突起を備え、前記第二の四半分領域の残りが、第四の彫刻した突起を備え、前記第一の四半分領域の前記第二の突起の高さに実質的に等しい高さであり、前記第三の彫刻した突起の截頭頂点が、パッドの中心に隣接して配置され、その断面の隣接する側部が、前記第二の四半分領域の隣接する側部に沿って整合され、前記第二の四半分領域が、前記第一の四半分領域の反対側に配置され、これにより、前記第一の彫刻した突起及び前記第二の彫刻した突起がその間に１つの空間を部分的に画成する、圧力パッド。
【請求項６】
請求項５の圧力パッドにおいて、前記第一及び第二の四半分領域の各々の側端縁が、折り畳んだ底部パネルがパッドとマンドレルとの間に配置されたとき、カートンの底部を構成するパネルから形成された第一及び第二のガゼットの隣接する折り畳んだそれぞれの側端縁をそのそれぞれの境界内に内蔵し且つ該側端縁の上方に位置するようにした、圧力パッド。
【請求項７】
請求項５の圧力パッドにおいて、前記四半分領域の第三のものの内部にてカートンを形成する材料たる板紙の肉厚に等しい距離だけ、前記第一の高さよりも低い高さまで圧力パッドから伸びる第五及び第六の彫刻した突起を備え、
前記第五の突起が、その反対側側部が前記第二の四半分領域の一側部に沿って配置され且つ該第五の突起の該反対側側部をカートンの底部を画成する折り畳んだ底部パネルにより画成された第一のガゼットの第一の折り畳んだ側端縁に隣接するが、該第一の折り畳んだ側端縁から横方向に分離した位置に配置するのに十分な距離だけ、前記第二の四半分領域の１つの側部から隔てられた実質的に正三角形の断面を有する一方、パッドがマンドレルに向けて付勢されて折り畳んだパネルにより画成され且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれる第一のガゼットに密封圧力を加えるとき、前記第五の突起のいかなる部分も前記第一のガゼットの前記折り畳んだ側端縁に係合するのを防止し、前記第五の突起の１つの隣接する側部が、パッドの第四の側端縁の一部分と一致し、前記第五の突起の１つの隣接する側部が、パッドの第二の横方向中心線に対して実質的に平行に配置されるが、該第二の横方向中心線から分離され、
前記第六の突起が、その反対側側部が前記第一の四半分領域の第一の側部に沿って配置され且つ該第六の突起の該反対側側部を第一のガゼットの第二の折り畳んだ側端縁に隣接するが、該第二の折り畳んだ側端縁から横方向に分離した位置に配置するのに十分な距離だけ、前記第二の四半分領域の１つの側部から隔てられた実質的に三角形の断面を有する一方、パッドがマンドレルに向けて付勢されてパッドとマンドレルとの間に取り込まれる第一のガゼットを画成する折り畳んだパネルに密封圧力を加えるとき、前記第六の突起のいかなる部分も前記第一のガゼットの前記折り畳んだ第二の側端縁に係合するのを防止し、前記第六の突起の１つの隣接する側部がパッドの第三の側端縁の一部分と一致し、
前記第六の突起の更なる隣接する側部が、全体としてパッドの第二の横方向中心線と整合され且つ該中心線から横方向に分離され、これにより、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約２倍に等しい程度だけ、前記第一の高さよりも低い高さにある前記第三の四半分領域内にて前記第五及び第六の突起の前記更なる隣接する側部が、その間に第七の突起を画成し、
底部パネルが折り畳まれ且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれたとき、第一の側部パネルの伸長部である底部パネルの側端縁の一端のテーパー付き部分の上方に前記脚部を配置するのに十分な距離だけ、パッドの内方にてパッドの第三の側端縁から斜め方向に伸びる第一の脚部と、パッドの第一の横方向中心線に対し実質的に平行に配置されると共に、第六の突起の反対側側部との交点まで第一の脚部の内端から伸びる第二の脚部とを備える、圧力パッド。
【請求項８】
請求項７の圧力パッドにおいて、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１／４に等しい距離だけ、前記第一の高さよりも低い高さまで圧力パッドから伸びる多数の側部を有する第八の突起を備え、該第八の突起が、前記第三の四半分領域の頂点に隣接する位置にて前記第三の四半分領域内に実質的に配置され、前記第八の突起の一側部が、前記第三の四半分領域外に且つ前記第二の四半分領域内まで伸び、該領域内にて、前記第八の突起の前記１つの側部が、前記第二の四半分領域内に配置された前記第三の突起の１つの隣接する側部に並んで位置する、圧力パッド。
【請求項９】
請求項７の圧力パッドにおいて、第九及び第十の彫刻した突起を備え、該突起の各々が、前記四半分領域の第四のものの内部にて、カートンを形成する材料たる板紙の厚さに略等しい距離だけ、前記第一の高さよりも低い高さまで圧力パッドから伸び、
前記第九の突起が、その反対側側部が前記第一の四半分領域の第二の側部に沿って配置され且つ該第九の突起の該反対側側部をカートンの底部を画成する折り畳んだパネルにより画成された第二のガゼットの第一の折り畳んだ側端縁に隣接するが、該第一の折り畳んだ側端縁から横方向に分離した位置に配置するのに十分な距離だけ、前記第一の四半分領域の１つの側部から隔てられた実質的に正三角形の断面を有する一方、パッドがマンドレルに向けて付勢されて第二のガゼットを画成し且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれる第二のガゼットを画成する折り畳んだパネルに密封圧力を加えるとき、前記第九の突起のいかなる部分も前記第二のガゼットの前記折り畳んだ第一の側端縁に係合するのを防止し、前記第九の突起の第一の隣接する側部が、パッドの第四の側端縁の一部分と一致し、前記第九の突起の第二の隣接する側部が、パッドの第二の横方向中心線に対して実質的に平行に配置されるが、該第二の横方向中心線から分離される、圧力パッド。
【請求項１０】
請求項９の圧力パッドにおいて、パッドの中心に隣接して配置された前記第九の突起の一部分が、前記第一及び第二の突起の間にてパッドの中心に画成された空間の一部分と組み合わされ、更に、前記第三の四半分領域の頂点領域の一部分と組み合わされて、前記第九の突起前記第三の四半分領域の前記頂点領域とをパッドの中央にて相互に接続し、前記組み合わさった部分が前記第九の突起の前記高さに対して等しい高さである、圧力パッド。
【請求項１１】
請求項９の圧力パッドにおいて、前記第十の突起が、その反対側側部が前記第二の四半分領域の一側部に沿って配置され且つ該第十の突起の該反対側側部をカートンの底部を画成する折り畳んだパネルにより形成された第二のガゼットの第一の折り畳んだ側端縁に隣接するが、該第一の折り畳んだ側端縁から横方向に分離した位置に配置するのに十分な距離だけ，前記第二の四半分領域の１つの側部から隔てられた実質的に正三角形の断面を有する一方、パッドがマンドレルに向けて付勢されて、ガゼットを画成し且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれる折り畳んだパネルに密封圧力を加えるとき、前記第十の突起のいかなる部分も前記折り畳んだ側端縁に係合するのを防止し、前記第十の突起の第一の隣接する側部が、パッドの第四の側端縁の一部分に対し平行であるが、該一部分から分離され、前記第十の突起の第二の隣接する側部が、パッドの第二の横方向中心線に対して実質的に平行であるが、該横方向中心線から横方向に分離されて配置されて前記第九の突起の前記第二の隣接する側端縁と組み合わさって全体として「Ｌ」字形領域を部分的に画成し、該「Ｌ」字形領域が、板紙の厚さの２倍に略等しい距離だけ前記第一の高さよりも低い高さまで伸び、前記「Ｌ」字形突起の１つの脚部が、パッドの前記第四の側端縁と前記第十の突起の前記第一の隣接する側端縁との間に画成され且つ第二及び第四の四半分領域に共通するパッドの隅部まで完全に伸び、前記「Ｌ」字形領域の更なる脚部が、前記第九の突起の前記第二の隣接する側端縁と前記第十の突起の前記第二の側端縁との間に画成される、圧力パッド。
【請求項１２】
請求項１１の圧力パッドにおいて、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１／４に等しい距離だけ、前記第一の高さよりも低い高さまで伸びる多数の側部を有する第十一の突起を備え、該第十一の突起が、前記第四の四半分領域の頂点に隣接する位置にて前記四半分領域の前記第四のものの内部に配置され、前記第十一の突起の１つの側部が、前記第四の四半分領域から出て前記第二の領域内に伸び、該第二の領域内にて前記第十一の突起の前記１つの側部が、前記第二の四半分領域内に配置された前記第三の突起の１つの隣接する側部に並んで位置する、圧力パッド。
【請求項１３】
請求項１１の圧力パッドにおいて、前記第十一の突起の前記第一の側端縁に沿って配置された複数の整合した細長い圧力ステークを備える、圧力パッド。
【請求項１４】
請求項９の圧力パッドにおいて、前記第五、第六、第九の突起の各々の全体として中央に配置された全体として三角形断面の逃がし部分を備える、圧力パッド。
【請求項１５】
請求項１の圧力パッドにおいて、冷却剤を輸送し得るようにパッドの内部に画成された列状の液体流路を備える、圧力パッド。
【請求項１６】
第一、第二、第三及び第四の側端縁を有する、対向する第一及び第二の面と、パッドの平坦な対向面に対して直角にパッドの厚さを貫通して伸びる長手方向中心線と、パッドのそれぞれの両側部の間を伸びる第一及び第二の横方向中心線と、断面の平面とを有する、全体として四角形／矩形の硬い圧力パッドであって、熱密封可能な外面を有する板紙にて形成されたカートンの底部を形成するときに使用され、カートンが、最初に、板紙のカットしたブランクから製造され、折り畳み線によりその上に画成された、側部パネルを含む、多数のパネルを有し、該側部パネルの選んだ１つが、側部パネルの伸長部である底部パネルを含み、該底部パネルが、カートンの長手方向中心線に向けて折り畳まれ且つそれぞれの折り畳んだ位置にて熱密封されるとき、カートンに対する閉じた底部を画成し、パッドの第一の面が、圧力パッドとマンドレルとの間に折り畳まれた底部パネルが取り込まれるとき、折り畳んだ底部パネルに係合し且つ該底部パネルに密封圧力を付与し得るようにされ、底部パネルの少なくとも２つが、カートンの長手方向中心線に向けて折り畳まれたとき、第一及び第二のガゼットを画成する、圧力パッドにおいて、
第一及び第二の斜辺部分が、パッドの長手方向中心線にて相互に交差し、パッドのそれぞれの両隅部を通じて突き出し、カートンの底部を画成する折り畳んだパネルに係合する圧力パッドの面を四半分領域に実質的に分割し、該四半分領域の各々が、その頂点の１つがパッドの中央に配置され、その他方の頂点の各々がパッドの１つの隅部に配置され、
前記四半分領域の少なくとも１つが、パッドの断面の平面に対して実質的に平行に配置された平坦な外面を有する第一の彫刻した突起を含み、該平坦な外面が、パッドの該面から第一の高さまで伸び且つマンドレルに面するパッドの面から第一の高さまで伸びると共に、圧力パッドとマンドレルとの間の分離距離を確立するプラットフォームを画成し、
前記四半分領域の各々から伸びる複数の彫刻した突起を備え、該彫刻した突起の各々がマンドレルに面し且つ圧力パッドの断面の平面に対して実質的に平行な平面内にて配向された平坦な外面を画成し、該平坦な外面が、前記第一の高さよりも低い高さまで伸び、彫刻した突起の各々の前記高さが、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの関数であり、カートンの底部を形成する材料たる折り畳んだ底部パネルの一部分の上方に位置し、該部分の各々が、互いに密封すべき折り畳んだパネルの１つの領域を構成するように改良した、圧力パッド。
【請求項１７】
請求項１６の圧力パッドにおいて、前記四半分領域の第一の領域の彫刻した突起が、全体として三角形の断面であり、その頂点の１つがパッドの中央に配置され、その隣接する側端縁が前記第一の四半分領域を画成する前記斜行部分に沿って配置され、前記第一の四半分領域と反対側に配置された前記四半分領域の第二の領域の彫刻した突起が、全体として三角形の断面であり、その頂点の１つがパッドの中央に配置され、その隣接する側端縁が前記第二の四半分領域を画成する前記斜辺体の部分に沿って配置され、前記第一及び第二の四半分領域が、折り畳んだ底部パネルにより形成されたガゼットに係合するパッドの領域外にあり、これにより、前記第一及び第二の四半分領域の前記彫刻した突起が、ガゼットの配置位置に対するパッドの整合位置を画成する、圧力パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、カットしたブランクから折り畳んだ、全体として管状のカートンを形成する方法及び装置、特に、熱及び圧力を採用してかかるカートンの閉じた底部を形成する方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
クォータ、２リットル及び半ガロンといった一般的な寸法にてミルク、ジュース及びその他の液体用のカートンを製造するとき、その外面にポリエチレンのような熱可塑性の重合系材料を含む、多層、積層の板紙シートからカートンのブランクをカットすることが一般的な方法である。これらのブランクは、熱可塑剤が存在しないカット端縁を有している。ブランクは、一般に、折り畳み線に沿って折目が付けられており、多数のパネルを形成し、その後、組み立てて４つの側部を有する管状の幾何学的形態のものにする。その後、この形成された管は、平坦な外端を有するマンドレルに装着される。このマンドレル上にあるとき、ブランクの底部を形成するパネルを管の長手方向中心線に向けて折り畳んで閉じた管底部を画成する。折り畳んだ底部パネルは、マンドレルの平坦な端部と管の外側に配置された圧力パッドとの間に取り込まれる。パネルに熱を加え且つ圧力パッドを介して圧力を加えると、底部を画成するパネルは互いに熱密封され、底部を完成させる。
【０００３】
図１から、ブランクの外周端縁の各々はカットした端縁であることが理解されよう。かかる端縁の各々は、熱可塑性材料が存在せず、このため、液体を吸収しまた、液体を板紙の内部構造体内に吸い上げ、その結果、カートン壁又は底部が弱体となり易い。
【０００４】
典型的なカートンの底部は、カートンの底部を亙って互いに対向状態に配置された少なくとも第一及び第二の底部パネルを備えており、これらのパネルは、管状カートンの長手方向中心線に向けて折り畳まれる設計とされている。この折り畳みは、底部の２つの多層の全体として三角形の部分を画成し、該三角形の部分の頂点がカートンの長手方向中心線付近にて互いに隣接するように配置される。底部パネルの他方は、全体として矩形の幾何学的形態をしており、カートンの中心線に向けて折り畳まれて、その外側端縁をカートンの底部の横方向に配置し且つ全体として、カートン底部の面の横中心線の１つ付近に位置するようにする。これらのその他の底部パネルの各々は、一般に、単一プライ又は板紙の層を備えるが、パネルは、内方に折り畳まれて、カートンの底部を画成するため、板紙の多数の層はカートンの底部の特定の、但し、全てではない領域内にて展開される。更に、（ａ）層の数は、例えば、１乃至５つの層の範囲にて相違し、（ｂ）１つ以上の板紙層を有する領域の位置は、カートンの底部の上方に亙って隣接しないことが多く、（ｃ）底部領域の上方の異なる位置にて所定の数の層により画成された底部の実際の領域が寸法の点にて相違する（例えば、４つの層厚さを有する２つ又はより多くの領域がある）。上記及びその他のファクタは、その密封圧力の付与及びカートンの底部領域に亙って望まれる熱の均一な分配を実現し、その結果、底部パネルを完全に効果的に密封することを妨げる作用をする。従来の技術において、折り畳んだ底部パネルに係合するパッドの表面における盛上った領域のパターンを含むパターン化した圧力パッドを提供することが一般的な方法である。板紙カートンの底部パネルの各々を折り畳む形態の場合、従来、特別にパターン化したパターンを提供していた。これら従来技術の圧力パッドは、基本的に熱密封工程の圧力作用を補償しようとしてカートンの底部の特定部分に異常に大きい圧力を生じさせる設計とされており、その理論は、所定の領域内の圧力が高いならばかかる領域内で良好な密封効果が確実化されるというものである。これらの従来技術の圧力パッドの結果、これらの高圧領域内で板紙の厚さが有害に圧縮されることになる。カートンを使用するとき、板紙のこれらの「薄い壁」領域は、カートン内部、特に、カートンの底部にて漏れを生じさせ易い。
【０００５】
底部パネルの折り畳み部分の各々は、カートン内に又はカートンから液体が漏れる可能性がある。その折り畳み部分に沿って底部パネルを熱密封することは、これらの折り畳み部分におけるパネルが相対的に大きいことで複雑となる。圧力パッドとマンドレルとの間にて折り畳み部分を過度に圧搾するならば、折り畳み部分に弱体領域が生じ、その結果、製造から消費者が使用するまでのその寿命過程に亙ってカートン内へ又はカートンから液体が漏洩する原因となる可能性があるから、折り畳み部分を圧搾するときに注意しなければならない。
【０００６】
更に、ブランクのカット端縁の部分がカートンの底部内に存在することは、液体の吸収及び吸い上げを特に生じ易いものにする。底部パネルのカットした側端縁の１つ又は２つ以上の全体的な露出面を少なくすると共に、これらの側端縁がカートンの底部内にてより効果的に密封されることを許容することを目的として、これらのカット側端縁を薄く切り、次に、それ自体に折り重ねて、また、ブランクのカットした端縁が液体に露呈されるのを解消し且つブランクのカットした端縁における液体の吸い上げを解消し又は減少させることを目的として共に接続することができる。パネルの薄く切り且つ折り返した側端縁は、カートンの底部を形成するときに取り扱わなければならない更なる厚さ（すなわち、板紙の１つの層以上又は以下の厚さ）の値をもたらす。薄く切り且つ折り返したパネルの端縁の厚さを考慮することに加えて、液体が側端縁と関係したその他の密封位置をバイパスするならば、吸収された液体を側端縁の長さ寸法に沿って吸い上げることを防止し得るようにこの側端縁を完全に密封することを保証すべく折り返した部分の幅を考慮に入れなければならない。
【０００７】
カートン底部の底部パネルを熱密封することに関係するこれらの作用ファクタの全ては、カートンの底部パネルを異なる幾何学的形態にて設計するという業界の一般的な方法によって一層問題となる。理解し得るように、底部パネルの幾何学的形態の異なる組み合わせの各々は、底部パネルの所定の組み合わせの各々に対し異なる熱密封条件を必要とする。１つの知られた事例において、カートンの異なる液体の中身に対し板紙の管状カートンの底部を形成するため２０もの異なる底部パネルの組み合わせが存在する。その結果、圧力パッドの各々は、所定のカートン用の板紙及び折り畳みパターンの特定の組み合わせと共に使用し得るように特別に設計しなければならない。このように、１つの底部パネルの折り畳み設計から別の設計に変更することが望まれるとき、カートンの製造装置をライン外に除去し、その圧力パッドを交換することが必要である。一般に、カートンの製造装置は、キャローゼルに取り付けられた複数のマンドレルを備えており、このため底部の折り畳み設計を切り換える毎に、多数の圧力パッドを交換しなければならない。このパッドの交換手順の時間及び費用に加えて、製造メーカは各型式の圧力パッドの在庫品を保有することが必要となり、このことは、製造メーカにとって相当なコスト負担となる。
【０００８】
永年に亙って、業界は、パッドにて良好に密封することができる異なるカートンの底部の多数の幾何学的形態に対応して汎用的である圧力パッドを研究している。この研究は、位置決め、すなわち所望のカートン底部の折り畳んだ底部パネルを圧力パッドに対して整合させるという更なる必要性のため、その一部は失敗している。パッドがカートン底部の折り畳んだパネルに対し非整合状態となる結果、密封部分の各々が折り畳んだパネルに対し非整合状態となる可能性がある。かかる不整合の結果、密封部分の形成が完全に又は部分的に失敗し且つ／又は折り畳み部分内のようなカートンの底部の領域に亙る色々な位置にて板紙が有害な程に薄くなり、その結果、使用中、カートンの底部が過早に破損する可能性がある。従来の技術において、圧力パッドの各々が多岐に亙るカートン底部の設計に対応し得る設計とされている結果、適正な整合の必要性が増し、このため、かかるパッドを使用することの妨げとなる。
【０００９】
更に、管状カートンの内部に配置され且つ圧力パッドに対向したマンドレルの平坦な表面に対し圧力パッドの露出した彫刻面が整合していること（すなわち、分離していること）はまた、マンドレルの面と圧力パッドの露出面との間に適正な分離距離を確保するためにも必要とされる。さもなければ、マンドレルと圧力パッドとの間に取り込まれたカートン底部のパネルに多少の圧力を加えることが必要となり、その結果、パネルの折り畳み部分が破断し、パネルの互いに対する密封が不完全となり及び／又は底部の幾つかの領域に過剰な圧力が加えられ、底部の他の領域に加えられる圧力が不十分となる可能性がある。この点に関して、カートンの閉じた底部を形成するため管状カートン内に装着されたマンドレルを採用する既知のカートン製造機械は、マンドレルと整合状態に取り付けられた圧力型ピストン−シリンダ装置を備えていることを認識すべきである。このシリンダはピストンをマンドレルに向け且つマンドレルから離れるように動かし得るようにピストンの端部に取り付けられた圧力パッドを備えている。マンドレルに対する圧力パッドの位置を調節することを許容し得るよう、シリンダ及びそのピストン並びに該ピストンに取り付けられたパッドの位置をマンドレルに対し調節することが可能である。
【００１０】
液体用の板紙カートンの底部に対する１つの一般的な設計において、底部パネルの１つの側端縁に一体に接続された第５のパネルの一部分はカートンの底部内に伸びている。この設計は密封上の異常な問題を生じさせ、このため、パッド及びマンドレルを整合させるため、カートンの底部のこの領域内でパッド及びマンドレルを整合させている。従来、パッド及びカートンの底部を最初に試験的に整合させ、何回かの試験的な密封工程を行い、次に、第５のパネルと関係した「ステーク（ｓｔａｋｅ）」密封が第５のパネルと適正に整合しているかどうかを視覚的に観察することが一般的な方法である。不整合であることが観察されたならば、適正な整合状態が実現される迄、その整合過程の全体を繰り返していた。
【００１１】
【発明の概要】
本発明の１つの面によれば、当該発明者達は、底部パネルの折り畳み設計の実質的に汎用的な熱密封にて使用するのに適した圧力パッドを開発した。この新規な圧力パッドは、積層した板紙カートンの底部の折り畳んだパネルに提供されるその表面の彫刻したパターンを含んでおり、このパターンは、板紙カートンの底部を画成する底部パネルの幾何学的に相違する複数の組合わせ体を所望通り繰り返して熱密封を行うことができる点にて実質的に汎用的な圧力パッドを提供する。
【００１２】
この目的のため、当該発明者達は、カートンの底部を構成する折り畳んだ複数のパネルに提供される面を有し、その面がカートンの底部の全領域の実質的に四半分部分にて彫刻された圧力パッドを提供するものである。四半分部分は、パッドの中央部にて相互に交差し且つパッドのそれぞれの両隅部を貫通して突き出す第一及び第二の斜辺体により画成されて、カートンの底部を画成する折り畳んだパネルに係合する圧力パッドの面を実質的に四半分領域に分割し、上記四半分領域の各々はその頂点の１つがパッドの中央に配置され、その他方の頂点の各々がパッドの隅部に配置される。１つの好ましい実施の形態において、実質的に四半分領域の対向する２つは、パッドの２つの斜辺体により画成された実質的に四半分領域の寸法よりも小さく、実質的に四半分領域の対向する更なる２つは、パッドの２つの斜辺体により画成された実質的な四半分領域よりも大きい寸法である。このことは、第一の四半分領域の斜側端縁が隣接する第三及び第四の四半分領域の側縁部に重なり合い、第二の四半分領域の斜側端縁が隣接する第三及び第四の四半分領域の側縁部の他方に重なり合うことを意味する。
【００１３】
四半分領域の少なくとも１つは、パッドの中央断面の平面に対して実質的に平行に配置され且つマンドレルに面するパッドの面から第一の高さまで伸びると共に、パッドとマンドレルとの間の分離距離を確立するプラットフォームを画成する第一の平坦な外面を有する第一の彫刻した突起を備えている。
【００１４】
更に、四半分領域の各々は、パッドの彫刻面から伸び且つ平坦な外面を画成する少なくとも１つの更なる突起を有する彫刻面を備えており、該平坦な外面は、マンドレルに面し且つ圧力パッドの断面の平面に対し実質的に平行な平面内に配向されている。また、該平坦な外面は、マンドレルに面するパッドの面からある高さまで伸びており、該高さは、第一の高さよりも低く、また、カートンを形成する材料たる板紙の肉厚の関数である。当該圧力パッドの選択した領域内にて、カートンの底部パネルの部分を受け入れ得るように所望に応じて逃がし部分を画成することができる。
【００１５】
１つの特定の実施の形態において、突起又は逃がし部分の各々は、折り畳んだ底部パネルの共通の三角形部分（ガゼット）のような、板紙の異なる厚さ部分を熱密封するのに必要な圧力の付与に対応し得るようにされており、これらの三角形部分は多数の板紙層を含んでいる。圧力パッドの表面の更なる領域は、１つ又は２つ以上の底部パネルの薄く切った側端縁の伸長部の密封部分を受け入れ得るように彫刻されている。
【００１６】
本発明の１つの面において、当該発明者達は、パネルのガゼットを折り畳むことにより形成された折り畳み部分から分離した関係にて、パッドの彫刻した領域の少なくとも一部の外端が変位することは、底部の密封工程が折り畳み部分自体に悪影響を与え且つ更なる漏洩源を生じさせる可能性を少なくすることが分かった。
【００１７】
本発明の別の面によれば、パッドの中央に配置された三角形領域と底部の多層の三角形折り畳み部分を有する２つの対向する折り畳んだガゼットの対面する頂点の側端縁部分とを整合させることにより、圧力パッドとカートンの底部との整合が実現される。この特徴は、パッドを底部と適正に整合させるために必要な時間及び労力を実質的に軽減し、また、パッドにより形成された、全ての外方に位置する圧力領域はその所望の位置に対して適正な位置に配置され、また、圧力パッドを使用することにより形成された熱シールの各々がカートンの底部に対する所望の位置に安定的に配置されることを保証するものである。
【００１８】
図１を参照すると、ゲーブルトップ型の従来技術のカートンに対する典型的なブランクが全体として参照番号１０で示してある。該従来技術のブランク１０は、第一乃至第四の矩形の側壁パネル１２、１４、１６、１８と、平行な折り畳み線２２、２４、２６、２８に沿ってそれぞれ互いに連続的に関節接続された熱密封可能な側部接着パネル（第５のパネル）２０とを備えている。第一の側壁パネル１２は、折り畳み線２２に対して平行に伸びる板紙材料３０の未処理の端縁によって更に画成されている。第一の底部折り畳み線３２及び第一の頂部折り畳み線３４は、未処理の端縁３０と折り畳み線２２との間を伸びて第一の側部パネル１２を更に画成する。
【００１９】
第一の底部パネル３６は、第一の底部折り畳み線３２に沿ってブランク１０の第一の側部パネル１２に関節接続されている。第一の底部パネル３６は、全体として未加工端縁３０から共直線状に伸びる未処理の側端縁３８により更に画成されている。第一の底部パネル３６は、折り畳み線３２から共直線状に伸びる折り畳み線４０と、未処理の側端縁３８と折り畳み線４０との間を伸びる未処理の底端縁４２とにより更に画成されている。未処理の底端縁４２は、典型的に従来技術のブランク１０から形成されたゲーブルカートン上の内側位置に配置されている。図示した実施の形態において、未処理の底端縁４２は、未処理の端縁４２の長さの中央に配置され且つ第一及び第二のカット部分４３、４５と、折り畳み線４７とにより画成された矩形のタブ４１を備えている。更に、未処理の端縁４２の両端には、切欠き部分４９、５１が設けられており、これらの切欠き部分は、底部パネルを折り畳む間、カートンの底部を画成するためにこの未処理の端縁の挿入に助力する。
【００２０】
第二の側部パネル１４は、第二の底部折り畳み線４４及び第二の頂部折り畳み線４６により更に画成されている。第二の底部パネル４８は第二の底部折り畳み線４４に沿って第二の側部パネル１４に関節接続されている。第二の底部パネル４８は収斂する折り畳み線５０、５２により更に画成されている。三角形のウェブパネル５４は折り畳み線５０に沿って第二の底部パネル４８に関節接続され且つ折り畳み線４０に沿って第一の底部パネル３６に関節接続されている。三角形のウェブパネル５４は、折り畳み線４０、５０の間を伸びる未処理の端縁５６により更に画成されている。同様に、三角形のウェブパネル５８は折り畳み線５２に沿って第二の底部パネル４８に関節接続されている。三角形のウェブパネル５８は、折り畳み線２４から共直線状に伸びる折り畳み線６０と、折り畳み線５２、６０の間を伸びる未処理の端縁６２とにより更に画成されている。
【００２１】
ブランク１０の第三の側部パネル１６は、第三の底部折り畳み線６４及び第三の頂部折り畳み線６６により更に画成されている。第三の底部パネル６８は第三の底部折り畳み線６４に沿って第三の側部パネル１６に関節接続されている。第三の底部パネル６８は、折り畳み線６０に沿って底部ウェブパネル５８に関節接続され且つ折り畳み線６０から共直線状に伸び且つ全体として底部ウェブパネル５８の未処理の端縁６２に直交する未処理の側端縁７０と、第三の底部パネル６８を亙って相当な距離だけ未処理の側端縁７０から直交状態に伸びる未処理の横端縁７２と、未処理の底端縁７２と折り畳み線７６との間を伸びる未処理の斜め端縁７４とにより更に画成されている。以下に更に説明するように、第三の底部パネル６８はブランク１０から組み立てられたカートンに外壁を画成し、第三の底部パネル６８の未処理の端縁７０乃至７４はカートンの外面上にて実質的に露出されている。
【００２２】
ブランク１０の第四の側部パネル１８は、第四の底部折り畳み線７８と、折り畳み線２６、２８の間を直交状態に伸びる第四の頂部折り畳み線８０とにより更に画成されている。第四の底部パネル８２は折り畳み線７８に沿って第四の側部パネル１８に関節接続されている。第四の底部パネル８２は収斂する折り畳み線８４、８６により更に画成されている。三角形の底部ウェブパネル８８は折り畳み線７６に沿って第三の底部パネル６８に関節接続され且つ折り畳み線８４に沿って第四の底部パネル８２に更に関節接続されている。ウェブパネル８８は、折り畳み線８４、８６の交点まで折り畳み線７６に対して直交状態に伸びる未処理の端縁９０により更に画成されている。三角形の底部ウェブパネル９２は、折り畳み線９４から折り畳み線８４、８６の交点まで直交状態に伸びる未処理のカット端縁９６により更に画成されている。
【００２３】
ブランク１０の熱密封可能な側部パネル２０は、頂部及び底部折り畳み線９８、１００と、未処理の側端縁１０２とにより更に画成されている。底部熱密封可能なパネル１０４は折り畳み線１００に沿ってウェブパネル２０に且つ折り畳み線１００に沿って熱密封可能な側部パネル２０に関節接続されている。底部熱密封可能な側部パネル１０４は未処理の斜め端縁１０６と、側端縁１０２から共直線状に伸びる未処理の側端縁１０８とにより更に画成されている。
【００２４】
図１に図示したブランクにおいて、底部パネル３６の端縁４２には、端縁４２の両端部間の中央に配置されたタブ４１が設けられている。このタブは、端縁４２から直角に且つパネル３６の内方に伸びるカット部分４３、４５により形成されている。タブ４１をパネル３６の上に折り返すことを容易にし得るように折り畳み線４７が設けられている。このブランクの特徴は、当該技術分野にて「Ｊ字形折り畳み部分」と称される場合がある。
【００２５】
図１に図示したブランク１０にはまた、全体として参照番号１１０乃至１１６で示した複数の頂部パネルも設けられている。これらの頂部パネルは、カートンの周知のゲーブル頂部閉塞体を画成し得るように折り畳むことができる。これらのパネルは本発明に属するものではない。
【００２６】
従来技術のブランク２０は、一般に板紙製造メーカがカットし且つ折目を付ける。板紙製造メーカはまた、典型的に、熱密封可能なパネル２０、９４（及び頂部パネルの関連する部分）を共直線状の折り畳み線２８、９４のそれぞれの周りで従来技術のブランク１０の残りの部分に対して折り畳む。ブランク１０の全体を共直線状の折り畳み線２４、６０の周りで実質的に半分に更に折り畳む。
【００２７】
熱密封可能なパネル２０、１０４は、第一の側部パネル１２及び第一の底部パネル３６に対する側部に接着する。上述した状態において、折り畳まれたブランクは実質的に平坦であり、第一の側部パネル１２は第四の側部パネル１８に対して実質的に対面状態にあり、第二の側部パネル１４は第三の側部パネル１６に対して実質的に対面状態にあることが理解されよう。次に、折り畳んだブランク１０は、典型的に、板紙製造メーカから乳業会社に又はブランク１０から製造されたカートン内に保持すべきその他の何らかの液体の製造業者に出荷される。
【００２８】
乳業会社又はブランク１０から製造されたカートン内に保持すべき液体のその他の製造業者は、カートンの端部を形成し且つ密封するための装置を備えている。該装置は、折り畳んだブランク１０を全体として管状の開放端部構造体に形成するように作用可能である。管状構造体の底端部は第二及び第四の底部パネル４８、８２を第二及び第四の底部折り畳み線４４、７８の周りで内方に回転させることにより閉じられる。次に、第一及び第三の底部パネル３６、６８を第一及び第三の底部折り畳み線３２、６４の周りでそれぞれ内方に回転させる。この後者の折り畳みは第一の底部パネル３６が第三の底部パネル６８を先導するように行われる。このように、第一の底部パネル３６の未処理の底端縁４２は第三の底部パネル６８に対して内方に配置される。しかし、第一の側部底部パネル３６の未処理の側端縁３８は、図３Ａ乃至図３Ｄに図示するように、ブランク１０から製造されたカートンの底端縁に沿って実質的に露出される。同様に、第三の底部パネル６８の未処理の端縁７０乃至７４は、ブランク１０から形成されたカートンの底部の実質的に中央を亙って伸びる位置にて露出される。折り畳まれた底部パネル３６、４８、６８、８２は、適宜な熱密封工程により互いに対して重なり合う関係にて接着される。このカートンの製造過程のステップは、その底部が折り畳まれた管状のカートンを当該技術分野にて周知である外側平坦面を有する（図１１参照）マンドレルに配置することにより行われる。カートンの底部の密封は、底部パネルに適宜に熱を加え、その後、マンドレルに対して作用する圧力パッドから圧力を加えることで行われる。
【００２９】
従来技術のブランク１０の形成材料たる板紙材料は、液体を吸収する自然の傾向を有する主要な繊維状材料層を含む積層体である。ブランク１０の両面は、典型的に、その他の理由のため、熱可塑剤にて被覆されており、これらの面を熱密封可能にする。しかし、カットブランク１０の未処理の端縁領域は液体を吸収して、液体が板紙材料中の１つの位置から別の位置まで移動するのを可能にする吸上げ体として機能する。底部の熱密封可能な側部パネル１０４を含む、カートンの内部に配置された熱密封可能なパネルの端縁領域から液体を吸収し且つ吸い上げることは、未処理の端縁に沿った板紙材料の全て又は主要部分を研磨し、被覆を残すことにより防止することができる。次に、残りの被覆を残りの板紙材料の未処理の端縁の上に折り畳んでこの内部に配置された端縁を効果的に密封し且つ吸収及び吸い上げを防止する、すなわち、薄く切った端縁１０２、１０８を形成する。この作用は熱密封可能なパネル２０、１０４を狭小にすることになる。
【００３０】
図４には、カートンの底部の１つの実施の形態の断面図が図示されており、この場合、ブランクのパネルは、パネル３６上に折り返したタブ４１を有している。この実施の形態において、タブは、図２ａ乃至図２ｄに図示するように、パネル６８の端縁７２によって部分的に覆われている。図３ａ乃至図３ｄ及び図５の実施の形態において、カートンの底部の同様の断面が図示されており、図２ａ乃至図２ｄのパネル４１のように折り返すパネルが存在せずに、パネル６８´がパネル３６´を覆い、図３ａ乃至図３ｃに図示するように、パネル６８´に対して下方に位置する関係にある未処理の端縁４２´を露出させる。図５は図３ｄの断面図であり、カートンの底面図を示し、パネル３６´の端縁４２´はパネル６８´に対し下方に位置する関係にて露出されている。カートンの底部パネルを折り畳むその他の形態が当該技術分野の当業者に認識されよう。
【００３１】
図６乃至図８及び図１１を参照すると、１つの実施の形態において、本発明の圧力パッド１２０は、第一、第二、第三及び第四の側端縁１２１、１２３、１２５、１２７（図６乃至図８参照）と、第一及び第二の横方向中心線１２９、１３５（図６及び図７）と、断面の平面１９２と、パッドの厚さ寸法を貫通して伸びる長手方向中心線１３３とを有する、ステンレス鋼合金のような硬い固体の四角形／矩形の金属ブロックを備えている。パッドは、実質的に非圧縮性であり、カートンの底部を形成する過程中に加えられた圧力の下、撓むことはない。
【００３２】
図示したパッド１２０は、取り付けブロック１２１に取り付けようとする第一の面１２２を有しており、該取り付けブロックは、当該業界で周知であるように全体として参照番号１２８で示したピストン−シリンダ装置の往復運動ピストンロッド１２６の外端１２４に、ボルト１２３等により調節可能に固着されている。好ましい実施の形態において、パッド１２０は、ボルト１３０、１３２等により取り付けブロックに解放可能に固着される。同様に当該技術分野にて周知であるように、ピストン−シリンダ装置は、マンドレル１３４に対するその位置に対して調節可能であるように取り付けられ、該マンドレルには、カートンの底部の折り畳んだ底部パネルを熱密封すべく所定の位置にて管状カートン１３６が装着される。これらの折り畳んだ底部パネルは、全体として図１１に参照番号１３８で示してあり、また、マンドレル１３４の平坦な外面１４０と圧力パッド１２０の露出面１４２との間に取り込まれた状態で図示されている。典型的に、カートンの底部を形成し且つ閉じる過程中、カートンはマンドレルに配置され、底部パネルは折り畳まれ且つ板紙積層体の熱可塑性外側層の溶融温度まで加熱する。次に、マンドレルを回転させて、加熱した折り畳んだ底部パネルをマンドレルの外端と圧力パッドとの間にて整合させる。そのとき、ピストン−シリンダ装置を作動させ、約６８９．４７６ｋＰａ（約１００ｐｓｉ）のような予め選んだ空圧圧力にて加熱された折り畳んだ底部パネルに圧力パッドを押し付ける。加えられる空圧力の力は、パッドの表面１４２の全体に亙って均一に分配される。マンドレルに向けた圧力パッドの移動は、圧力パッドとマンドレルとの間の予め選んだ分離距離に制限される。このように、圧力パッドの表面１４２が不均一に平坦であり且つマンドレルの外側平坦面に対し実質的に平行に整合されるならば、パッドとマンドレルとの間に取り込まれる折り畳んだ底部パネルの面積の全体には約５０００ｌｂｓの力のみが加わる。
【００３３】
図６乃至図８を参照し且つ図８は図６及び図７に図示した圧力パッドの露出面の上に重ね合わせたカートンの底部を示すことを想起すれば、マンドレルに面する本発明の圧力パッドの外面１４２（図１１）は、圧力パッドが付勢されてカートン底部の折り畳んだパネルと係合するとき、所定の領域内に存在する板紙の層の数の関数として、カートンの底部の異なる領域が受ける圧力を選択的に調節し得るように彫刻されているのが分かる。本発明の圧力パッドの１つの面によれば、圧力パッドの外面は実質的に（「文字通り」ではなく）斜辺体１５７、１５９によって第一、第二、第三及び第四の四半分領域１５０、１５２、１５４、１５６に分割されている。四半分領域の頂点１５８、１６０、１６２、１６４はパッドの面１４２の中心１６６に収斂する。第一の四半分領域の側端縁１６８、１７０はパッドの隅部１７２、１７４と交差するように斜め方向にパッドの中心から伸びている。同様の仕方にて、第二の四半分領域の側端縁１７６、１７８は、パッドの隅部１８０、１８２に直交するように斜め方向にパッドの中心から伸びている。第三の四半分領域の側端縁１８４、１８６は第一及び第二の四半分領域１５０、１５２のそれぞれの側端縁１７０、１７８と共通である。更に、第四の四半分領域の側端縁１８８、１９０は、パッドの隅部１７２、１８０と直交するように斜め方向にパッドの中心から伸びている。第四の四半分領域の側端縁１８８、１９０は第一及び第二の四半分領域１５０、１５２の側端縁１６８、１７０とそれぞれ共通である。
【００３４】
四半分領域の各々において、パッドの外面１４２から全体とて垂直方向に向けてパッドから伸びると共に、マンドレルに面する平坦な外面１９６を有する少なくとも１つの彫刻した突起が設けられている。好ましくは、かかる彫刻した突起の各々の平坦な外面は、パッドの断面の平面１９２に対し実質的に平行に配向されており（図１１参照）且つパッド及びマンドレルが図１１に図示するように整合されたとき、マンドレルの方を向くようにする。
【００３５】
図６乃至図８に図示した本発明の圧力パッドの実施の形態において、第一の四半分領域は、その外面１４２から第一の高さまで全体として垂直方向にパッドから伸びる第一の突起１９４を有している。この突起は、パッドとマンドレルとの間の分離距離を確立するプラットフォームを画成する平坦な外面１９６を有している。この分離距離は、図示した実施の形態において、熱密封工程中、パッドがマンドレルに向けて移動するときの停止点を確立し、また、パッドの面の全てのその他の彫刻領域を設定する基礎となる高さ基準点を確立する。これにより、本発明は、圧力パッドの選んだ領域又は部分内で、パッドがマンドレルに向けて付勢されるときの全体的な圧力を増すことを可能にする。例えば、カートンの底部の所定の領域内に存在する板紙の層の数の関数として、採用される５０００ｌｂｓの全体的な力は、本発明の彫刻した突起を通じて圧力パッドの選んだ領域又は部分内で上昇させることができる。突起の各々は、パッドの露出面１４２の全面積よりも小さい面積を有する平坦面を提供する。
【００３６】
図示するように、第一の突起１９４は全体として三角形の断面である。この断面の頂点２００は、パッドの中心１６６に配置され、その側端縁２０２、２０４は第一の四半分領域１５０の側端縁１６８、１７０に対して実質的に平行に整合されるが、これらの側端縁から分離されている。側端縁２０２と側端縁１７０との間の分離空間（図８も参照）は、底部パネル４８、８２を折り畳むことにより形成された第一及び第二の三角形ガゼット２１０、２１２の第一のガゼット２１０の一側端縁の折り畳み部分２０８における頂点領域の一部分をその内部に受け入れる。同様に、突起１９４の側端縁２０４と側端縁１６８との間の分離空間は、第二のガゼット２１２の側端縁の折り畳み部分２０９における頂点領域の一部分をその内部に受け入れる。図示したように、ガゼット２１０、２１２の側端縁の折り畳み部分２０８、２０９の各々は、斜辺体１７０、１６８のそれぞれの脚部２１１、２１３と実質的に一致している。
【００３７】
図示した実施の形態において、第一の突起１９４の平坦面１９６の領域とマンドレルとの間には、タブ４１が折り返されたとき、板紙の単一の厚さのみが配置される。しかし、突起１９４がガゼット２１０、２１２の側端縁の折り畳み部分２０８、２０９に近接しているため、平坦面１９６の高さは、単一の板紙層が何ら顕著に圧縮されないようにするのに十分であるように選ばれる。これにより、加えられた密封圧力の過剰な潰れ作用によって各ガゼットの側端縁の折り畳み部分が損傷されることはない。
【００３８】
第一の四半分領域１５０の主要な残りの領域は、板紙の肉厚の１／２に第二の突起の領域とマンドレルとの間に配置された板紙の層の数を掛けた値に実質的に等しい程度だけ、第一の突起１９４の高さよりも低い高さまで突き出す平坦面２１８を有する第二の彫刻した突起２１６を備えている。これにより、平坦面２１８とマンドレルとの間に配置された板紙の領域に加わる圧力は、板紙の各層（厚さ）をその肉厚まで圧縮する圧力のみである。例えば、熱密封工程中、圧力パッドがマンドレルに最も近接する点まで付勢されるとき、第二の突起の平坦面２１８とマンドレルとの間の分離距離は、平坦面２１８の領域内に配置された板紙の図示した単一層の肉厚に実質的に等しい。このように、板紙を熱密封することが何ら望まれない領域において、板紙の肉厚の圧縮は、多少行われるにしても、最小程度である。
【００３９】
図３ａ乃至図３ｄに図示するように、タブ４１が採用されないとき、第一の突起１９４の平坦面１９６の領域とマンドレルとの間に板紙の二重厚さが配置される。しかし、突起１９４が三角形ガゼット２１０、２１２の側部折り畳み部分２０８、２０９に近接しているため、平坦面１９６の高さは、板紙の二重層の変位程度は次のような効果を生じるのに十分である、すなわち、カートン底部の多層部分が互いに接近して隣接する状態にて存在する箇所たる、このカートン底部の重要な中央領域にて板紙の重なり合う層を接着させる効果が得られるようにする。
【００４０】
第二の四半分領域１５２内には、圧力パッドから伸びる全体として截頭形の三角形断面の彫刻した突起２２０が設けられている。この断面の截頭形の端部２２２はパッドの中心１６６に隣接して配置され、その側端縁２２８、２３０の斜辺部分２２４、２２６は第四及び第三の四半分領域１５６、１５４の側端縁１７６、１７８に対し実質的に平行に整合されているが、これらの側端縁から分離されている。斜辺側部分２２６、２２４の間及び側端縁１７８、１７６の間の分離空間（図８参照）は、第一及び第二の三角形ガゼット２１０、２１２の第一のガゼット２１０の第一の側端縁における折り畳み部分２１５の頂点領域の一部分と、第二のガゼット２１２の第一の側端縁における折り畳み部分２１７の頂点領域の一部分とを内部に受け入れる。
【００４１】
第二の四半分領域１５２の主要な残り領域は、板紙の肉厚の１／２に第三の突起２４０の領域とマンドレルとの間に配置された板紙の層の数を掛けた値に実質的に等しい程度だけ、第一の突起１９４の高さよりも低い高さまで突き出す平坦面２４２を有する第三の彫刻した突起２４０を備えている。これにより、平坦面２４２とマンドレルとの間に配置された板紙領域に加わる圧力は、板紙の各層（厚さ）をその当初の肉厚まで圧縮する圧力のみである。例えば、熱密封工程中、圧力パッドがマンドレルに最も近接する位置まで付勢されたとき、第二の突起の平坦面２４２とマンドレルとの間の分離距離は、平坦面２４２の領域内に配置された単一の板紙層の肉厚に実質的に等しい。このため、板紙の熱密封が何ら望まれない領域内において、板紙の肉厚の圧縮は、多少行われるにしても最小程度であり、これにより、板紙の強度及び構造的一体性が保たれる。
【００４２】
第三の四半分領域１５４内には、第五及び第六の彫刻した突起２４４、２４６がそれぞれ設けられており、これらの突起の各々は、カートンを形成する材料たる板紙の厚さに略等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さまで圧力パッドから伸びている。第五の突起２４４は、その反対側側部２４８が第二の四半分領域の側端縁１７８に沿って配置され、第一のガゼット２１０の第一の折り畳んだ側端縁２１５を受け入れるのに十分な距離だけ分離された（図８参照）実質的に正三角形の断面をしている。これにより、第五の突起２４４の反対側部２４８は第一のガゼット２１０の第一の側端縁の折り畳み部分２１５の内方に分離され、このため、第五の突起は第一の側端縁の折り畳み部分２１５まで、但し、直接的ではなく、ガゼットに密封圧力を加える。このように、密封工程中、第一のガゼット２１０の第一の側端縁の折り畳み部分２１０は、この折り畳み部分が損傷したり、カートン内に又はカートンから或いは板紙の内部に液体が漏洩する原因となり、その結果、この折り畳み領域内で板紙の一体性が弱化するような程度まで不当に圧縮されることはない。
【００４３】
第五の突起の第一の隣接する側部２５０は、パッドの第三の側端縁１２５の一部分と一致しており、第五の突起２４４の第二の隣接する側部２５２は、パッドの第二の横方向中心線１３５に対し実質的に平行であるが、該中心線から分離されている。
【００４４】
第六の突起２４６もまた、その反対側側部２５６が第二の四半分領域１５０の側端縁１７０に沿って配置され且つその間に第一のガゼット２１０の第二の折り畳んだ側端縁２０８を受け入れるのに十分な距離だけ分離された（図８参照）実質的に正三角形の断面のものである。これにより、第六の突起２４６の反対側側部２５６は第一のガゼット２１０の第二の折り畳んだ側端縁２０８の内方に分離され、このため、第六の突起は、第二の折り畳んだ側端縁２０８まで、但し、直接的ではなく、ガゼットに密封圧力を加える。このように、密封工程中、第一のガゼット２１０の第二の側端縁の折り畳み部分２０８は、この折り畳み部分が損傷されたり、また、カートン内に又はカートンから或いは板紙の内部に液体が漏洩し、その結果、この折り畳み部分の領域内で板紙の一体性が弱化する原因となる程度まで不当に圧縮されることはない。第六の突起２４６の第一の隣接する側部２５８は、パッドの側端縁１２５の一部分と一致している。第六の突起の第二の隣接する側部２６０は、底部パネルが折り畳まれ且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれるとき、第一の脚部２６２がパネル３６の端部端縁４２のテーパー付き部分２６４の上方に位置するようにするのに十分な距離（図１参照）だけ、パッドの内方にパッドの側端縁１２５から斜め方向に伸びる第一の脚部２６２を有している。第二の脚部２６６は、パッドの第二の横方向中心線１３５に対し実質的に平行に配置されており且つ第一の脚部２６２の内端から第六の突起の反対側側部２５６との交点まで伸びている。
【００４５】
第五の突起の隣接する側部２５０と第六の突起の隣接する側部２６０との間には、第七の突起２７０が画成されており、該第七の突起は、第三の四半分領域内に配置され、また、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約２倍に実質的に等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さにある。
【００４６】
実質的に第三の四半分領域内において、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１／４に等しい距離だけ、第一の高さよりも低い高さまで伸びる多側部の第八の突起２７２が設けられている。この第八の突起は、第三の四半分領域の頂点領域２６２内に配置されており且つその斜め側部２７４を画成し得るようにその隅部の１つが截頭円錐形とされた全体として矩形の断面をしている。この第八の突起の截頭形の隅部分は、第三の四半分領域から第二の四半分領域内に伸びており、このため、その斜辺側部２７４が第二の四半分領域の側端縁１７８に対し平行で且つ該側端縁に沿って全体として整合されると共に、第二の四半分領域内に配置された第三の突起２２０の斜辺部分２２６と一致している。これにより、この第八の突起はタブ４１の一端の上方の所要の位置に配置され、このタブの一端は底部パネルが折り畳まれてカートンの底部を形成するとき、底部パネル３６上に折り返されることに加えて、第一のガゼット２１０の第一の折り畳んだ側端縁２１５の頂端の一部分の上方に位置し（図８参照）、ガゼットのこの側端縁をそれ自体に且つガゼットの側端縁の頂端の下方に位置するタブの部分に対し密封することになる上昇した圧力を提供する。
【００４７】
図示した圧力パッドの第四の四半分領域内において、第九及び第十の彫刻した突起２８０、２８２がそれぞれ設けられており、これらの突起の各々は、カートンを形成する材料たる板紙の肉厚に略等しい距離だけ圧力パッドから第一の高さよりも低い高さまで伸びている。第九の突起２８０は、その反対側側部２８３が第二の四半分領域の側端縁１６８に沿って配置され、第二のガゼット２１２の第一の折り畳んだ側端縁２０９を内部に受け入れるのに十分な距離だけ分離された（図８参照）実質的に正三角形の断面をしている。これにより、第九の突起の反対側側部２８３は、第二のガゼット２１２の第一の側端縁の折り畳み部分２０９から内方に分離されており、このため、第九の突起は、第一の側端縁の折り畳み部分２０９まで、但し、直接的ではなく、ガゼットに密封圧力を加える。このように、密封工程中、第二のガゼット２１２の第一の側端縁の折り畳み部分２０９は、その折り畳み部分が損傷されたり、また、カートン内に又はカートンから或いは板紙の内部へ液体が漏洩し、その結果、この折り畳み部分の領域にて板紙の一体性が弱化する原因となる程度まで不当に圧縮されることはない。
【００４８】
第九の突起の第一の隣接する側部２８４はパッドの第三の側端縁１２７の一部分と一致している。第九の突起の第二の隣接する側部２８６は、第一の脚部２８８を有しており、該第一の脚部は、底部パネルが折り畳まれ且つパッドとマンドレルとの間に取り込まれたとき、パネル３６の側端縁４２のテーパー付き部分５１の上方にこの脚部２８８が位置するようにするのに十分な距離だけパッドの内方にパッドの側端縁１２７から斜め方向に伸びている（図１参照）。第二の脚部２９０は、パッドの第二の横方向中心線１３５に対し実質的に平行に配置されており、また、第一の脚部２８８の内端から第二の脚部２９０と第九の突起の反対側側部２８２との投影した交点の丁度、手前まで伸びている。
【００４９】
第十の突起２８２は、また、その反対側側部２９２が第二の四半分領域１５２の側端縁１７６に沿って配置されており且つ第二のガゼット２１２の第二の折り畳んだ側端縁２１７をその間に受け入れるのに十分な距離だけ分離された（図８参照）実質的に正三角形断面のものである。これにより、第十の突起の反対側側部２９２は第二のガゼット２１２の第二の折り畳んだ側端縁２１７の内方に分離されており、このため、第十の突起は、第二の折り畳んだ側端縁２１７まで、但し、直接的ではなく、ガゼットに密封圧力を加える。このように、密封工程中、第二のガゼット２１２の第二の折り畳んだ側端縁２１７は、この折り畳み部分が損傷されたり、また、カートン内に又はカートンから或いは板紙の内部に液体が漏洩し、その結果、この折り畳み部分の領域にて板紙の一体性が弱化する原因となる程度まで不当に圧縮されることはない。
【００５０】
第十の突起の第一の隣接する側部２９４は、パッドの第四の側端縁１２７の一部分に対し平行に、但し該部分から分離して配置されており、その長さはこの第一の隣接する側部２９４が第一の横方向中心線１２９とパッドの第四の側端縁１２７との間に配置されるようなものとする。第十の突起の第二の隣接する側部２９６は、パッドの第二の横方向中心線１３５に対し平行し、但し、該中心線から分離して配置されており、第十の突起の第一及び第二の隣接する側部２９４、２９６、第九の突起の隣接する側部２８６、パッドの第四の側部１２７の一部分、パッドの第二の側部１２３の一部分は、その間に全体として「Ｌ字形」形状の幾何学的形態をしており、第四の四半分領域内に配置された第十一の突起２９８を画成する。この第十一の突起の１つの脚部３００はパッドの第四の側端縁１２７に対し平行に配置され且つパッドの第二の横方向中心線１３５から略完全に、第二及び第四の四半分領域に共通するパッドの隅部１８０まで伸びている。この第十一の突起の他の脚部３０２は、パッドの第二の横方向中心線１３５に対し実質的に平行に配置されている。この第十一の突起は、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約２倍に実質的に等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さである。
【００５１】
更に、本発明のパッドの第四の四半分領域内において、互いに整合された複数の細長いステーク３０４が設けられており、これら複数の細長いステークは第十の突起の第一の隣接する側部２９４の横方向に配置されている。各ステークの長さの実質的に１／２が第十の突起の第一の隣接する側部２９４の両側部の各々に配置されており、各ステークの１／２が第十の突起２８２の領域内に配置され、他方のその半体は第十一の突起２９８の脚部３００内に配置される。第十の突起の領域内に配置された各ステークの該半体は、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１／２に略等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さまで伸びている。第十一の突起の領域内に配置された各ステークの該半体は、板紙の略厚さに等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さまで伸びている。この点に関して、カートンの底部内に伸びる第五のパネルの該部分１０４のカットした側端縁１０８は、第十の突起の少なくとも第一の隣接する側部２９４の下方にあることを認識すべきである。このように、ステーク３０４は、第五のパネルのカットした側端縁１０８の横方向に密封圧力を加え、このカット側端縁を通じて吸収されるであろう全ての液体が第五のパネルのカットした側端縁に沿って吸い上げられるのを防止し得るようにこのカットした側端縁を密封することを保証し得るように配置される。第十の突起の領域内に配置されたステークの該半体の高さは側端縁１０８の単一層の厚さを受け入れるようなものとする。更に、カットした側端縁１０８が薄く切られ且つそれ自体に折り返される場合、側端縁１０８の折り畳み部分は第十一の突起の脚部３００の領域内に完全に入る。この薄く切り且つ折り返した側端縁は、板紙の単一の厚さよりも厚い板紙の厚さを提供し、このため、第十一の突起の領域内に配置されたステークのこれら半体の高さは板紙の増大した厚さを受け入れて適正な密封効果を実現し、しかも、第五のパネルの側端縁１０８に不当な潰れ作用及び損傷を与えることはない。
【００５２】
選択的に、但し好ましくは、ステーク３１０乃至３３２のような１つ又はより多くの更なるステークをパッドの上の戦略的な位置に配置し、そのカットした端縁を通じて板紙内に吸収されるであろう全ての液体の吸上げ作用が行われないことを更に保証することができる。
【００５３】
実質的に第四の四半分領域内にて、カートンを形成する材料たる板紙の厚さの約１／４に等しい距離だけ第一の高さよりも低い高さまで伸びる多数の側部の第十二の突起３４０が設けられる。この第十二の突起は、第三の四半分領域の頂点領域１６４内に配置され、その隅部３４２の１つがその斜め側部３４４を画成するように截頭形とされた、全体として矩形の断面のものである。この第十二の突起の部分は、第三の四半分領域外に且つ第二の四半分領域に入り、その斜辺側部３４４が第二の四半分領域の側端縁１７６に対し平行に且つ該側端縁に沿って全体として整合されると共に、また、第二の四半分領域内に配置された第三の突起２２０の斜辺部分２２４と一致している。これにより、底部パネルが折り畳まれてカートンの底部を画成するとき、パネル３６の上に折り返されるタブ４７の一端の上方となるようにこの第十二の突起は所要位置に配置され、更に、第二のガゼット２１２の第一の折り畳んだ側端縁２１７の頂端の一部分の上方になり、ガゼットのこの側端縁をそれ自体に密封する上昇した圧力を加え、また、ガゼットの側端縁の頂端の下方に位置するタブの部分に上昇した圧力を加える。
【００５４】
上述したように、図１に図示したブランク１０は、業界にて現在採用されるブランクの代表例である。図８を特に参照すると、本発明の圧力パッドは、図１に図示した底部パネルの幾何学的設計の多岐に亙る組合わせ体の上方の所要の位置にてパッドの露出面上に配置される彫刻した領域を含むことを認識すべきである。例えば、図２Ａ乃至図２Ｄ及び図３Ａ乃至図３Ｄに図示するように、底部パネルは、業界にて現在、一般的に使用されている折り返したタブ（業界にて「Ｊ字形フラップ」と称される場合がある）を備えても又は備えなくてもよい。上記に説明した型式の殆んど全ての既知のカートンは、カートンの折り畳んだ底部パネルに画成された第一及び第二のガゼットを有している。本発明にて重要なことは、第五、第六、第九及び第十の突起が２つのガゼットのそのそれぞれの反対側側部とそれぞれの折り畳んだ側端縁との間に分離空間を提供することである。この分離は、これらの折り畳んだ側端縁が圧縮される程度を少なくし、これにより、ガゼットの折り畳んだ側端縁の破損又は損傷の可能性を少なくすることが判明した。１つの特別な実施の形態において、この分離距離は約０．７６２ｍｍ（約０．０３０インチ）である。本発明のこの面を実現するとき、第五及び第六の突起の組み合わせた面積がこれら突起の下方に位置する第一のガゼットの全体面積よりも小さく、また、同様に、第九及び第十の突起の組み合わせた面積が第二のガゼットの全体面積よりも小さいことが重要である。更に、第五、第六及び第九の突起の各々の略中央領域内に逃がし部分３５０、３５２、３５４（図７）を提供することが本発明の圧力パッドにて有用であることも分かった。これら逃がし部分の各々は、板紙の厚さに約等しい乃至約三倍の距離だけ第一の高さよりも低い高さであり、これにより、第五、第六、第九の突起の外周縁がガゼットのそれぞれの下方領域を圧縮するとき、圧縮されない板紙がその内部に入ることのできる十分な「何も無い」空間を提供する。
【００５５】
同様に認識されるように、本発明の圧力パッドがマンドレルと、従って、マンドレルの露出した面の上方にある折り畳んだ底部パネルと整合し、圧力パッドの彫刻した突起の各々がその所望の下方の底部パネル及び／又は底部パネルの側端縁と整列することを保証すことはまた、ガゼットの頂点領域内でガゼットの側端縁と整列するように全体として三角形の第一及び第三の突起を配置することにより容易に実現され、このことは、カートンの底部内に伸びる第五のパネルの部分の側端縁と複数の細長いステークとを整合させようとする従来技術の方法と相違するものである。色々な突起のその他の高さの基準となる「基本レベル」として第一の突起を採用することにより、本発明により更なる利点が得られる。このようにして、第一の突起を使用することは、かかるその他の突起の各々の下側になる板紙の厚さの数の関数として、その他の全ての突起の高さを直ちに計算することを可能にすることが分かった。このファクタは、カートンの底部を画成する折り畳んだ底部パネルの全ての領域に対し実質的に均一な平方インチ当たりの圧力を付与することを可能にし、このことは、「余剰な」密封圧力が必要であると考えられる領域にのみより平方インチ当たり大きい圧力を付与しようとする従来技術の着想と相違するものである。このため、本発明の圧力パッドを採用するならば、パッドに加えるべき全体的な平方インチ当たりの所定の圧力を選ぶと共に、パッドの露出面の彫刻領域及び非彫刻領域の全領域に亙ってこの同一の平方インチ当たりの圧力を均一に分配することが可能である。こうした状況下にて、本発明の圧力パッドの図示した実施の形態において、第五、第六及び第九の突起の下方に位置するガゼットの領域を除いて、その厚さの約１／２以上圧縮される板紙の層は存在しない。各ガゼットの層の間にて、良好な物理的接触を保証し得るように比較的より大きな圧縮程度を必要とするこれらの領域において、板紙の層の厚さをより大きく圧縮することが可能となり、しかもガゼットの敏感な側端縁の折り畳み部分に有害な影響を顕著に与えることはない。
【００５６】
図１２には、本発明の圧力パッドの１つの実施の形態に対する色々な彫刻した突起の関係がグラフで図示されている。このグラフは、板紙の厚さが約０．６３５ｍｍ（約０．０２５インチ）であり、第一の突起の高さが０．０００ｍｍ（０．０００インチ）であると想定するものである。
【００５７】
本発明を詳細に説明したが、本発明の特定の面に関して変更が可能であり、本発明は特許請求の範囲に記載したものによってのみ限定されすることを意図するのであることを認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本明細書にて説明した型式のカートンを製造することのできる典型的な従来技術のブランクの平面図である。
【図２】  ２ａは、カートンの底部を閉じ且つ該底部を形成するブランクの底部パネルを折り畳む過程を示す、カートンの「Ｊ」字形底端部の斜視図である。
２ｂは、図２ａのブランクの底部パネルを折り畳む過程の別の状態を示す図である。
２ｃは、図２ａのブランクの底部パネルを折り畳む過程の別の状態を示す図である。
２ｄは、図２ａのブランクの底部パネルを折り畳む過程の別の状態を示す図である。
【図３】  ３ａは、カートンの底部を閉じ且つ該底部を形成し得るようにブランクの底部パネルを折り畳む更なる過程を示す、更なるカートンの底端部の斜視図である。
３ｂは、カートンの底部を閉じ且つ該底部を形成し得るようにブランクの底部パネルを折り畳む更なる別の過程を示す、更なるカートンの底端部の斜視図である。
３ｃは、カートンの底部を閉じ且つ該底部を形成し得るようにブランクの底部パネルを折り畳む更なる別の過程を示す、更なるカートンの底端部の斜視図である。
３ｄは、カートンの底部を閉じ且つ該底部を形成し得るようにブランクの底部パネルを折り畳む更なる別の過程を示す、更なるカートンの底端部の斜視図である。
【図４】  底部パネルの１つのカット端縁の一部分を折り返す状態を示す、図２ｄの線４−４に全体として沿った部分断面図である。
【図５】  更なるパネルの更なるカット端縁の下方にある底部パネルの１つのカット端縁を示す、図３ｄの線５−５に全体として沿った図４と同様の部分断面図である。
【図６】  本発明の色々な特徴を具体化する圧力パッドの彫刻表面を示す平面図である。
【図７】  図６のパッドの内部を仮想線で示す冷却剤導管を有する図６と同様の平面図である。
【図８】  図示したパッドの上に重なり合うカートンの底部の一部を示す、図６と同様の平面図である。
【図９】  本発明の圧力パッドを採用して形成されたカートン底部の１つの実施の形態の外面の平面図である。
【図１０】  図９に図示したカートンの底部の内面の平面図である。
【図１１】  カートンの製造装置の底部を形成する部分の概略図である。
【図１２】  突起マンドレルとの間に配置された板紙の厚さと突起の高さとの関係を示すグラフ図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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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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【図１０】
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