JP7463401B2 - 包装の包装本体を製造するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装の包装本体を製造するための方法および装置に関し、この場合、包装本体は、包装すべき物品を収容するための凹部を備えており、紙から成るウェブ材料から製造される。

プラスチック材料から成る包装の場合、例えば食品のための包装の場合、ロールウェブから包装本体を、例えば深絞りによって製造し、次いでこの包装本体を、別のロールウェブから成るカバーフィルムで閉じることが知られている。包装本体ロールウェブを実際の包装本体に成形することは、様々な成形ステップで行うことができる。例えば、ロール材料を、キャビティを形成するように自由に引き込むことができるが、これは包装本体におけるしわの増加につながる。代替的には、実際の成形プロセス前に、成形すべきキャビティの縁部に沿って、包装本体ロールウェブが固定されるが、これによっては、成形深さが制限され、しわは、より軽微ではあるが、依然として存在する。さらに、ポンチとダイおよび押さえ手段とによる成形プロセスも原理的に知られており、この方法では、成形ステップ中、ロールウェブ材料が、制御された形式で滑ることができる。このようにして、特に、より大きな成形深さを達成することができ、しわを減らすことができる。この方法は、主に、プラスチックベースのロールウェブのために使用される。

しかしながら、環境の観点から、紙材料のように、可能な限りリサイクル可能な材料から包装を製造するための試みが、最近ますます行われている。この場合、ここでは紙材料のみを、または例えば、プラスチック材料によってコーティングされた紙材料から成る複合材料を、使用することができる。しかしながら、紙を含むこの種の材料は、成形が比較的困難であり、または成形中、望ましくないしわや微少亀裂が生じ、これは、包装本体への損傷につながるおそれがある。したがって、紙を含むロールウェブの確実な成形を可能にする方法および装置を有することが望ましいであろう。

包装すべき物品を収容するための凹部を備えた包装本体を、紙を含むロールウェブ材料から製造するための本発明による方法は、請求項１の特徴を備えており、しわなしにウェブ材料を成形することができるという利点を有している。特に、しわの形成を阻止することに加えて、包装本体における微少亀裂および微少なしわも防止できる。これは、本発明によれば、この方法が、ウェブ材料にプレテンションをかける第１のステップと、ウェブ材料を押さえ手段とダイとの間に固定する後続のステップとを提案することにより達成される。次いで、ウェブ材料に凹部が成形され、成形された凹部がダイから取り出される。凹部がウェブ材料内に導入され、このようにして製造された包装本体はまだ、ウェブ材料から分離されていない。これにより、前方への搬送を容易に行うことができる。ウェブ材料は好適には、紙のみを含み、特に、プラスチック材料はいっさい含んでいない。

従属請求項は、本発明の好適なさらなる改良を示す。

本発明によると、ウェブ材料にプレテンションをかけるステップは、ウェブ材料に横方向で配置されたクランプジョーと、２つのローラを有するテンションローラ手段とによって実施され、ウェブ材料はこれらの間で固定されている。したがって、ウェブ材料には、クランプジョーによって搬送方向に対して横方向で、さらにテンションローラ手段によって搬送方向で、テンションをかけることができる。これにより、ウェブ材料にプレテンションをかけた結果として、凹部を成形するステップの前に、ウェブ材料にはしわが存在しないことを保証することができる。これにより、成形ステップで、しわ等が発生する可能性も大幅に低減される。

特に好適には、プレテンションをかけるステップのためのクランプジョーは、ウェブ材料を搬送方向で前進するように搬送することもできるように設定されている。

さらに好適には、ウェブ材料がプレテンションをかけられた後、プレテンションをかけられたウェブ材料を伸張するステップも実施される。伸張は、好適には、クランプジョーとテンションローラ手段とによって、特に搬送方向で実施することができる。

本発明のさらに好適な実施形態によれば、ウェブ材料を成形するステップは、予備成形ステップと最終成形ステップとを含む二段階で実施される。結果として、成形ステップ中のウェブ材料への過剰な応力、ひいては裂断の可能性を回避することができる。

好適には、成形された包装本体に微細な構造をエンボス加工する第３の成形ステップも提供される。このようなエンボス加工ステップは、最終成形ステップの後に実施される。

予備成形ステップは、好適には、圧縮空気によって実施される。最終成形ステップは、さらに好適には、圧縮空気によって、またはポンチによって実施される。さらに好適には、エンボス加工ステップは、圧縮空気によって実施される。圧縮空気を使用して実施される成形ステップに関して、これは、ダイ内にウェブ材料を押し込むために、好適にはダイとは反対側からウェブ材料上で実施されることに留意されたい。

さらに好適には、成形ステップ中に、ウェブ材料を送ることができる位置に、押さえ手段を移動させる。特に、これにより、成形された包装本体における微少亀裂が防止される。

本発明のさらに好適な実施形態によれば、プレテンションをかけるステップは、成形ステップの前にウェブ材料が平滑化されるように実施される。結果として、ウェブ材料は、プレテンションの結果としてしわを有さず、これによりウェブ材料を特に良好に平滑化することができる。

本発明はさらに、請求項１０記載の、包装される物品を収容するための凹部を備えた包装本体を、紙を含むウェブ材料から製造するための装置に関する。この装置は、プレテンション手段と、成形手段とを備えており、成形手段は、ダイ、押さえ手段、および空気圧的な成形圧を生成するための圧力生成手段を有している。さらに、成形された凹部をダイから取り出すための取出し装置が設けられている。凹部は、ウェブ材料が凹部をなお取り囲むように設けられているのが好ましい。これにより、さらなる取扱いが著しく容易になる。

ダイおよび押さえ手段に加えてさらに、成形手段は好適にはポンチも備えている。ポンチは特に、二段階の成形ステップにおいて、最終成形を行うために使用される。

本発明によると、プレテンション手段は、クランプジョーと、少なくとも２つのローラを備えるテンションローラ手段とを備えている。ウェブ材料は、テンションローラ手段の２つのローラの間を通過する。これにより、搬送方向、および搬送方向に対して横方向の両方で、プレテンションをかけることができる。クランプジョーは好適には、ウェブ材料を前進するように搬送するためにも使用される。

さらに、包装本体を製造するための装置は好適には、成形ステップ中に、ウェブ材料を送ることができる位置に、押さえ手段を移動させるように設定される制御ユニットも備える。これにより、包装本体を成形するステップ中のしわの発生が著しく減じられる。代替的に、成形ステップは、押さえ手段を降下させた状態で、ウェブ材料を送ることなく実施されてもよい。

本発明の好適な実施形態を、添付の図面につき、以下に詳しく説明する。

本発明の好適な実施形態による、包装本体を製造するための装置を備えた、包装を製造し、充填するための装置を概略的に示す図である。 図１の装置のプレテンション手段を概略的に示す平面図である。 図２のプレテンション装置を概略的に示す側面図である。 成形の１つのステップで、成形手段を概略的に示す図である。 成形の別のステップで、成形手段を概略的に示す図である。 成形のさらに別のステップで、成形手段を概略的に示す図である。

以下に、図１～図６につき、包装すべき物品を収容するための凹部５３を備えた包装本体５１を、ウェブ材料１４から製造するための装置１０を示す。ウェブ材料１４は紙を含み、好適には完全に紙から成っている。

装置１０は包装機械１００の一部であり、包装機械は、包装本体５１を製造するための装置１０に加えてさらに、紙から成るカバーロールウェブ２０を処理するための装置１も有している。カバーロールウェブ２０は、包装のカバー用ウェブであり、完成した包装５の上に蓋５２を形成する。

カバーロールウェブ２０を処理するための装置１は、連続ロール２２からカバーロールウェブを引き出す引出装置２を備えている。引出しは継続的に行われる。引出装置２は、３つのローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有したダンサーローラ装置２１をさらに備えている。ダンサーローラ装置２１によって、ロール２２からカバーロールウェブを継続的に引き出すことができる。しかしながら、停止状態でのカバーロールウェブ２０の処理が可能である。このような処理は、例えば、カバーウェブを伸張させるための伸張装置４によって行うことができる。

凹部５３を備えた包装本体５１を製造するための装置１０は、カバーウェブのような連続ロール１１と、３つのローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有したダンサーローラ装置１２とを有している。このダンサーローラ装置１２によっても、連続ロール１１からウェブ材料１４を継続的に引き出すことができ、この場合、ウェブ材料は、ウェブ材料１４のさらなる処理中に断続的に停止することができ、様々な作業ステップを実行することができる。

包装本体５１を製造するための装置１０は、プレテンション手段３と、成形手段１３と、空気圧的な成形圧を発生させるための圧力発生手段と、製造された包装本体５１を成形装置から取り出すための取出し装置と、を備えている。

図２および図３から、プレテンション手段３を詳しく見ることができる。プレテンション手段３は、複数のクランプジョー３ａおよび３ｂと、第１のローラ３ｃおよび第２のローラ３ｄとを備えるテンションローラ手段３６と、を備えている。ウェブ材料１４は、２つのローラ３ｃと３ｄとの間を通過する。この場合、包装本体５１は、搬送方向６で見て、クランプジョー３ａおよび３ｂと、ローラ３ｃおよび３ｄとの間の部分で、後に形成される。

成形手段１３は、図４～図６に詳細に示されている。成形手段は、ダイ３１と、押さえ手段３２とを備えている。さらに、成形手段１３は、ポンチ３３であって、このポンチ３３を貫通する空気通路３４を有したポンチ３３と、エジェクタ３５の形態の取出し装置とを備えている。

さらに、成形手段１３を制御するように設定される制御ユニット７が設けられている。

図１からさらにわかるように、包装機械１００は、図１に矢印１６によって概略的に示された充填装置をさらに備えており、この充填装置は、包装すべき物品を、包装本体５１に成形された凹部５３内に充填する。充填された凹部５３は次いで、カバーロールウェブ２０のカバーウェブによってカバーされ、成形された包装本体５１と共にシールステーション１７で密封される。次いで、密封された包装５は、分離ステーション１８で打ち抜かれ、こうして生成された包装は、矢印１９の方向に運び去られる。

包装すべき物品を収容するための凹部５３を備える包装本体５１を、紙材料から製造するための方法を、以下に詳しく説明する。この方法は、図２および図３に示したプレテンション装置３によってウェブ材料１４にプレテンションをかけるステップを含む。２つのローラ３ｃ，３ｄの駆動矢印ＡおよびＢで示したように、ウェブ材料１４を、これらのローラによって搬送することができる。プレテンションをかけるために、ウェブ材料１４が、横方向のクランプジョー３ａおよび３ｂによってクランプされ、テンションローラ手段３６の２つのローラ３ｃおよび３ｄは、引っ張りローラ装置とクランプジョーとの間でウェブ材料１４にプレテンションがかけられるように、短時間駆動される。

テンションのかけられたウェブ材料１４を、押さえ手段３２とダイ３１との間に固定するステップがこれに続く。図４からわかるように、ダイ３１は、後から形成される包装本体の三次元的な形状に対応する中空の型３１ａを有している。クランプは、図４では矢印Ｃで示されている。

このように、プレテンションをかけられ、クランプされたウェブ材料１４は、次のステップで成形される。この場合、凹部５３が、ウェブ材料１４に２つのステップで形成される。第１のステップでは、空気通路３４を介して供給された圧縮空気（矢印Ｄ）によって、予備成形が実施される。これは図５に示されている。その結果、図５に矢印Ｅで示した、ウェブ材料１４の第１の変形が生じる。

次のステップでは、ポンチ３３を矢印Ｆ（図６参照）の方向で動かすことにより、最終成形が行われる。予備成形ステップでは、押さえ手段３２とダイ３１との間にウェブ材料１４をまだクランプしていた押さえ手段３２が、クランププロセスを終了するために、逆方向に動かされる。その結果、最終成形ステップの間に、ウェブ材料１４を、図６に矢印Ｇで示したように、ダイ内へと送ることができる。

次に、例えば微細構造などをエンボス加工するために、微細成形を実施することができる。この目的のために、好適には、エンボス加工ステップを実施するために、圧縮空気が空気通路３４を介して高圧下で供給される。しかしながら、エンボス加工ステップはこの場合、オプションとして設けられていることに留意されたい。

最終ステップでは、成形された包装本体５１をさらに、ダイ３１から取り外さなければならない。この目的のために、エジェクタ３５の形態の取出し装置が設けられていて、このエジェクタは、垂直に上方に向かってダイの中空の型内へとガイドされ、これによりダイから、成形された凹部を排出することができる（図６の矢印Ｈ）。

ウェブ材料１４は次いでさらに搬送され、この場合、テンションローラ手段のローラは、成形された凹部を損傷させないように移動させることができる。

さらなる搬送は、プレテンション装置のクランプジョー３ａおよび３ｂによって支持することもできることに留意されたい。

さらに、プレテンション手段は、実際の成形ステップの前に平滑化することに加えて、ウェブ材料１４を伸張することもできることに留意されたい。伸張は、テンションローラ手段によって、かつ／またはクランプジョーによって実施することができる。

ウェブ材料１４を成形するために、圧縮空気の代わりに、負圧または真空を使用することももちろんできることに留意されたい。真空接続部は、例えばダイ３１内に組み込むことができる。

製造された包装本体も、型から、例えば空気圧によって取り外すことができることにも留意されたい。

Claims (14)

1. 紙を含むウェブ材料から包装本体（５１）を製造するための方法であって、前記包装本体（５１）は、包装すべき物品を収容するための凹部（５３）を備えており、前記方法は、以下のステップ、すなわち
   前記ウェブ材料（１４）にプレテンションをかけるステップと、
   前記ウェブ材料（１４）を押さえ手段（３２）とダイ（３１）との間に固定するステップと、
   前記凹部（５３）を前記ウェブ材料（１４）に成形するステップと、
   成形された前記凹部（５３）を前記ダイ（３１）から取り出すステップと、
   を有し、
   前記プレテンションをかけるステップを、前記ウェブ材料に横方向で配置されたクランプジョー（３ａ，３ｂ）と、２つのローラ（３ｃ，３ｄ）を有するテンションローラ手段（３６）とによって実施し、この際、前記ウェブ材料（１４）は前記２つのローラ（３ｃ，３ｄ）に挟まれた状態で前記２つのローラ（３ｃ，３ｄ）の間を通過する、方法。
2. 前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）を、前記ウェブ材料（１４）を搬送するためにも使用する、請求項１記載の方法。
3. プレテンションをかけられた前記ウェブ材料（１４）を伸張するステップを、前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）と前記テンションローラ手段（３６）とによって実施する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記ウェブ材料（１４）は紙のみを含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）は、前記ウェブ材料（１４）の搬送方向（６）における前記テンションローラ手段（３６）の前に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）を、前記ウェブ材料（１４）を前進するように搬送するために使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 包装すべき物品を収容するための凹部（５３）を備えた包装本体（５１）を、紙を含むウェブ材料（１４）から製造するための装置であって、
   プレテンション装置（３）と、
   成形手段（１３）であって、ダイ（３１）、押さえ手段（３２）、空気圧的な成形力を生成するための空気圧手段、および成形された前記凹部を前記ダイから取り出すための取出し装置を有している、成形手段（１３）と、
   を備え、
   前記プレテンション装置は、クランプジョー（３ａ，３ｂ）と、少なくとも２つのローラ（３ｃ，３ｄ）を有したテンションローラ手段（３６）とを備えており、前記ウェブ材料（１４）は前記２つのローラ（３ｃ，３ｄ）に挟まれた状態で前記２つのローラ（３ｃ，３ｄ）の間を通過する、装置。
8. 前記成形手段（１３）はポンチ（３３）をさらに有しており、該ポンチ（３３）は特に空気通路（３４）を有している、請求項７記載の装置。
9. 最終成形ステップ中に、前記ウェブ材料（１４）を前記ダイ（３１）内へと送ることができる位置内に、前記押さえ手段（３２）を移動させるように設定される制御ユニット（７）をさらに備える、請求項７または８記載の装置。
10. プレテンションをかけられた前記ウェブ材料（１４）は、前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）と前記テンションローラ手段（３６）とによって伸張される、請求項７から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記ウェブ材料（１４）は紙のみを含む、請求項７から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）は、前記ウェブ材料（１４）の搬送方向（６）における前記テンションローラ手段（３６）の前に配置されている、請求項７から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 前記クランプジョー（３ａ，３ｂ）は、前記ウェブ材料（１４）を前進するように搬送するために使用される、請求項７から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 請求項７から１３までのいずれか１項記載の装置を備える包装機械。

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