ラベルの貼られた容器およびその製造方法および製造装置
ラベルの貼られた発泡樹脂容器製造用の装置および方法。この方法は、静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルシートを2部鋳型の雌部分の内壁に付着させるステップと、2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞内に加えるステップと、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビード発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む。ラベルの貼られた容器の外壁上のラベルは、平滑な円周表面を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、使い捨て容器、その使い捨て容器を製造する方法およびその方法にかつ/または使い捨て容器を製造するために使用できる機械および装置に関する。より詳しくは、本発明は容器の側壁の外側表面の周りに配設されるラベルシートを有する発泡性熱可塑性樹脂ビーズから作られる容器に関する。この容器は飲料などの温かいもしくは冷たい液体、または、インスタントヌードル、スープ、フライドチキン等などの食べ物を保持するために使用することができる。
【背景技術】
【0002】
発泡性熱可塑性粒子から、例えばカップ、ボール等の容器などの成型物品を製造することはよく知られている。最も一般的に使用される熱可塑性粒子は、EPSとして知られる発泡性ポリスチレン粒子である。通常ポリスチレンビードは、加熱されるときポリスチレンの軟化点より下で沸騰し、含浸されたビードを発泡させる発泡剤で含浸される。
【0003】
含浸されたポリスチレンビードからの成型物品の形成は、一般に2つのステップで行われる。第1に、含浸されたポリスチレンビードは立方フィート当り約0.5から12ポンドまたはリットル当り5から150グラムの密度に予備発泡される。第2に、この予備発泡されたビードは、鋳型の形状を有する溶融した物品を形成するように予備発泡されたビードをさらに発泡させるために閉じられた鋳型内で加熱される。
【0004】
気泡容器を作るために使用されるこの発泡性ポリスチレン粒子は一般に、比較的正確なビードサイズに篩い分けすることができるビードに結果としてなる水性懸濁重合プロセス(aqueous suspension polymerization process)によって準備される。通常は、ビード直径は約0.2から約0.5mm(約0.008から0.02インチ)の範囲内である。時折、カップは0.03インチ(0.762mm)と同じ程度に高いビード直径を有する粒子から作られる。
【0005】
十分な断熱および構造特性をもたらす薄い壁を有し、かつ容器の外側表面上に高品質の印刷されたグラフィックを含む容器を提供することが望ましい。
【0006】
容器の外側表面上に印刷されたグラフィックを得る1つの方法は、容器を成型し、次いでその容器の外側表面上に印刷することによる。しかしながら、この手法は通常より低い印刷品質に結果としてなり、所望の商業的な印象を伝達しない。
【0007】
使用されてきた別の方法は、成型後容器の外側表面に貼り付けられるラベルを事前印刷することである。一例として、米国特許出願公開第2006/005917号は、ラベルをプラスチックカップに熱的に結合させるために加熱される2次鋳型を使用することを含む、ラベルの貼られたEPSカップなどのラベルの貼られたプラスチック発泡容器を製造するための方法および装置を開示する。これらの方法を使用して高品質のグラフィックを容器に貼り付けることはできるけれども、伴って生ずる多くの機械的ステップに起因するラベル貼りの一貫性が問題である。同様に、ラベルの端部が合うところに形成される継ぎ目はしばしばラベルシートの両端間に隙間を残し、そこでは容器の表面を見ることができ、ラベルは容器のリムまたは底部に垂直に重なって不完全に位置合わせされる場合があり、かつ/またはラベル端部が、審美的に見栄えが悪く、非効率なカップ積み重ね、ならびにラベルが容器表面から引き剥がされる可能性のある場所をもたらすことに繋がる可能性がある、持ち上がった継ぎ目を形成するように重なる。
【0008】
上記で説明した問題点を解決するための試みが鋳型内ラベル貼り技術によって試みられてきている。一例として、国際特許公開第WO01/85420号は、成型サイクル中に容器の外壁に固定されるラベル材料を有する発泡プラスチック容器を成型するための方法および装置を開示する。この方法では、成型される容器に固定すべきラベルは、平面ラベルのスタックから真空取り上げヘッドを有するプランジャによってダミーの雄コアに移送され、そのダミーコアの周りに巻きつけられる。このダミーコアは、ラベル取り上げステーションと発泡プラスチック材料を成型するための成型工具を有する垂直に向いている成型ステーションの間を往復動する運搬台に搭載されている。このダミーコアが雌鋳型部分に入るとき、コアによって運搬されるラベルはこの雌鋳型部分の壁上に移送され、壁上で保持される。この方法に伴う特有の問題点は、多くの機械的なステップと垂直な向きが機械部品およびラベルの移動を引き起こすので、首尾一貫しないラベル配置と成型一貫性を含む。これらの問題点は、大量の不良、すなわち不正確に成型されかつ/またはラベルを貼られ、使用することができない容器に結果としてなる。
【0009】
さらにいくつかの事例では、不正確なラベル配置は漏れる容器に結果としてなる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
商業的規模で低い不良を伴って製造でき、かつ上記で説明した問題点を克服できる平滑な表面の着実にラベルの貼られる容器を製造するための方法および装置に対する分野に対処することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造するための装置に関する。この装置は、
少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雌カーが移送位置にあるとき、雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある、1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを含む。
【0012】
本発明は、上記で説明した装置に使用できるマンドレルも提供し、このマンドレルは、
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
第1の底部から第2の底部までマンドレル表面に沿って凹部内に配置される複数の荷電ピンと
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面は、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を含む。
【0013】
本発明は、上記で説明した装置を使用してラベルの貼られた発泡樹脂容器を成型する方法をさらに提供し、この方法は、
ラベルシートを吸引穴を通り加えられる真空を使用して保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放して、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を、1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む。
【0014】
本発明は、ラベルの貼られた発泡樹脂容器をさらに提供し、この容器は、
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
動作例またはそうではないと指示されている場合以外では、明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件等を示す全ての数字または表現は、すべての場合に用語「約」によって修飾されるとして理解されるべきである。したがって、そうではないと指示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値的パラメータは、本発明が得たいと望む所望の特性に応じて変更することができる近似値である。最低限でも、かつ特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値的パラメータは報告される数値の有効桁に照らして、かつ通常の丸め手法によって少なくとも解釈すべきである。
【0016】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは近似値であるにも関わらず、個々の実施例に記載される数値はできるだけ正確に報告される。しかしながら、どのような数値もそれぞれそれらの試験測定値に存在する標準偏差から結果として必然的に生じるいくらかの誤差を生来的に含んでいる。
【0017】
同様に、本明細書で列挙されるどのような数値範囲も、その中に包含される全ての部分的範囲を含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、「1から10」の範囲は、挙げられた最小値の1および挙げられた最大値の10を含む、すなわち、1と等しいまたは1より大きな最小値と10と等しいまたは10より小さな最大値を有する、その間の全ての部分的範囲を含むことが意図されている。開示される数値範囲は連続であるので、それらは最小値と最大値の間の全ての値を含む。そうでないと明白に指示されない限り、この明細書で特定される様々な数値範囲は、近似値である。
【0018】
本発明のより完全な理解を形成するために、以下の説明は、全体を通して同様な参照記号が同様な部品を特定する、添付の図面の図を参照して行われるべきである。
【0019】
以下での説明の目的で、術語「上側の」、「下側の」、「右」、「左」、「垂直の」、「水平の」、「頂部」、「底部」、およびそれらの派生語は、それが図面の図内で向いているとして本発明に関連付けるべきである。しかしながら、それとは反対であると明白に特定されている場合を除き、本発明は様々な代替の変形体およびステップ順序をとることができることを理解すべきである。添付の図面に示される、かつ以下の明細書に説明される特定の装置およびプロセスは、単に本発明の例示的な実施形態であることも理解すべきである。故に、本明細書で開示される実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的な特性は、限定するものであると見なされるべきではない。
【0020】
本明細書で使用されるとき、術語「部分的円錐形状」は、第2の平らな底部から第1の平らな底部までテーパのついている表面を有する、第2の平らな底部より小さな第1の平らな底部を有する形状を指す。
【0021】
本明細書で使用されるとき、術語「マンドレル」は、2部鋳型の雄部分に似た形状を有し、部分的に円錐形状であることができ、2部鋳型の雌部分に移送するためにラベルを固定することができる装置を指す。
【0022】
本明細書で使用されるとき、術語「非伝導材料」は、伝導により容易に電気を伝達しない材料を指す。
【0023】
本明細書で使用されるとき、術語「変形しない(not deformable)」は、周囲状態または加工条件で合理的な応力がそれに加えられるとき、その形状を変化させない材料または物品を意味する。
【0024】
本明細書で使用されるとき、術語「吸湿性でない」は、本明細書で説明される機器の周囲状態でまたは動作条件下で、材料が湿分を容易に吸収、吸着、またはそうではなく収集または蓄積しない、材料の特性を指す。
【0025】
本明細書で使用されるとき、術語「表面固有抵抗」は、電流に対する抵抗が材料の同じ表面上の電極によって測定される通常オーム/sqとして報告される、非限定的な例としてASTM D257によって求めることができる材料の表面上の電流の流れに対する抵抗を指す。表面固有抵抗は、単位幅当りの表面電流に対する単位長さ当りの直流電圧低下の比を言う。表面固有抵抗を測定するための適切な計器には、限定ではなくSIMCO Japan,Inc.,Kobe,Japanから入手可能なModel ST−3 Work Surface TesterおよびのCharles Water Co.Canton,MAから入手可能なModel 19670 Surface Resistivity Meterが含まれる。
【0026】
本明細書で使用されるとき、術語「レール」は、カーを1つの位置から別の位置に移動させるために、それに沿って車輪、カラー、スリーブ、または他の装置が沿って移動できるバー、ロッド、軌道、または他の表面を指す。
【0027】
本明細書で使用されるとき、術語「カー」は、以下で説明する空洞部品が取り付けられる、または空洞部品を含み、かつカーが1つの位置から別の位置にレールに沿って移動するのを可能にする1つまたは複数の車輪、カラー、スリーブ、または他の装置を含むハウジング、キャビネット、または他の構造物を指す。
【0028】
本明細書で使用されるとき、術語「(メタ)アクリル((meth)acrylic)」および「(メタ)アクリレート((meth)acrylate)」は、術語「(メタ)アクリレート」が包含するよう意図されている、しばしばアクリレート、メタクリレートと呼ばれる対応するアルキルエステルなどの、アクリルおよびメタアクリル酸誘導体の両方を含むことを意味する。
【0029】
本明細書で使用されるとき、術語「ポリマー」は、制限なしに、単独重合体、共重合体、グラフト共重合体、およびそれらの混合物および組み合わせを包含するように意図されている。
【0030】
別段の指定がない限り、全ての分子重量値は、適正なポリスチレン標準品を使用してゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用して求められる。別段の指示がない限り、本明細書で指示される分子重量値は、重量平均分子重量(Mw)である。
【0031】
本明細書で使用されるとき、術語「発泡性樹脂ビード」は、粒子および/またはビードが鋳型または発泡装置内に配置され、熱がそれに加えられるとき、(以下に説明するように)発泡剤の蒸発が粒子および/またはビード内に気泡質の構造および/または発泡気泡質の構造の形成をもたらすように、発泡剤で含浸された粒子またはビードの形態のポリマー材料を指す。鋳型内で発泡するとき、粒子および/またはビードの外側表面は鋳型の形状に合致するポリマー材料の連続した塊を形成するように一緒に溶融する。
【0032】
本明細書で使用されるとき、術語「予備発泡(pre−expanded)樹脂ビード」は、発泡させられているが、それらの最大発泡率(maximum expanion factor)までではなく、それらの外側表面が溶融していない発泡性樹脂ビードを指す。本明細書で使用されるとき、術語「発泡率」は、通常cc/gとして表現される、所与の重量の樹脂ビードが占有する体積を指す。予備発泡樹脂ビードは鋳型内でさらに発泡させることができ、そこで予備発泡樹脂ビードの外側表面は鋳型の形状に合致するポリマー材料の連続した塊を形成するように一緒に溶融する。
【0033】
本発明は、本発明の方法および装置でのバルブおよびゲートの開閉、特定された位置へのレールに沿ったカーの移動、および様々なステップの協調およびタイミングを含む。全ての事例で、この様々なステップ、制御および配置は手動で行うことができるが、適したセンサ、アクチュエータ、リレー、フィードバックループ、モータ、空圧装置、サーボ、レゾルバ等とインターフェイスする事前プログラムされたマイクロプロセッサおよび/またはコンピュータの使用を介してしばしば実施されるであろうことはこの分野で知られている。
【0034】
本発明は、発泡性プラスチック材料から形成される薄壁製造物であることができる発泡プラスチック容器の成型を提供する。本発明は、一貫してラベルが貼られた、かつ平滑な表面仕上げを有し、かつ従来の発泡プラスチック容器について可能ではないレベルと品質までの全面をカバーする印刷を有する容器も提供する。
【0035】
本明細書で使用されるとき、「一貫してラベルが貼られた(labeled consistently)」は、本明細書で開示される方法および装置によって製造されるラベルの貼られた容器の数が、商業的な要求に合致することを意味する。この絶対数は特定の商業的要求によって変わり、誤ったラベル貼り容器、すなわちラベルが意図的でない隙間をその端部間に有するまたはラベルが容器の底部またはリムと重なる容器に起因する、5%より少ない、ある場合には4%より少ない、別の場合には3%より少ない、ある事例では2%より少ない、別の事例では1%より少ない不良であることができる。
【0036】
述べたように本発明は、印刷されたラベルシートが成型プロセス中に容器の外側表面に接着される、ラベルの貼られた容器の再現可能な生産を可能にする。本発明の一実施形態では、このラベルシートは、容器と接触する側面上に熱活性化接着剤層を有することができ、容器の外壁を画成する雌部分の壁に直接接して鋳型空洞内に配置され、それによってラベルシートは成型プロセス中に発泡プラスチック材料と、かつ容器の外壁と積層される。
【0037】
特に留意すべきなのは、本発明によって提供されるこのラベルの貼られた容器が平滑な円周表面を示すことである。「平滑な円周表面(smooth circumference surface)」によって、ラベルの貼られた容器の外壁上のラベルがラベルの2つの端部が一緒になるかつ/または重なるところにほとんど感知できない継ぎ目を有することが意図されている。成型後ラベル貼りなどの従来技術方法では、ラベルの2つの端部はしばしば一緒になり高くなった継ぎ目を形成する。別の状況では、ラベルの縁部を完全に合致させるための試みが行われているが、しばしば縁部の間に高くなった継ぎ目または隙間が結果として生じる。本発明は、ラベル縁部のどのような重なりも容器の壁内に埋め込まれ、外側からそれほど認識できないのでこれらの問題点を克服する。したがっていくつかの場合には、本発明により作られる容器について継ぎ目線はラベルシートの縁部として認識することができるけれども、継ぎ目線を横切る容器壁表面は感触が滑らかである。本発明の一実施形態では、ラベルの貼られた容器の外壁から見るときこの継ぎ目線がどのような知覚可能な深さを有する場合でも、この継ぎ目線深さはたった1μm、ある場合にはたった0.5μm、別の場合にはたった0.25μm、ある事例ではたった0.1μm、かつ別の事例ではたった0.05μmしかなく、2μmより大きくない。この実施形態では、継ぎ目線が存在する場合、この継ぎ目線深さは、上記で列挙した任意の値であることができ、または任意の値の間であることができる。
【0038】
本発明によれば、発泡プラスチック容器は、重力がラベルシートを配置場所と鋳型の間で移動させ、結果として誤ったラベル貼り容器(不良の1つの形態)になるのを最小限にするまたはなくすことができるように、容器の口を水平の向きに向けて成型するのが有利である。未加工プラスチック材料を加熱処理するための蒸気が、予熱および加熱処理中鋳型を加熱するために蒸気を、冷却中冷却液を交互に流すことができ、かつ鋳型空洞の内側および外側に隣接して設けることができる鋳型空洞の雄および/または雌部分内に導入され、または吹き込まれる。同様に蒸気の一部分は、加熱処理中にこの空洞それ自体に流すために、行く先を変更し使用することができる。
【0039】
本発明の一実施形態、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造する方法は、図1A〜図1Fに概要が示されている。この方法は、2部鋳型18の雌部分16の内壁にラベルシート10を付着させることを含む。このラベルシートは、ラベルシート(図示せず)を格納する格納箱からラベルシート10を真空を加えることによって保持する吸引板(図示せず)によって抽出することができる。ラベル22を保持するマンドレルを準備するために、この吸引板はラベルシート10を直接マンドレル12の上に位置決めし、ラベルフィンガー(図示せず)がラベルシート10をマンドレル12上の所定の位置に巻きつける。
【0040】
図1Aに示すように本発明の一実施形態では、この方法が連続的に動作しているとき、2部鋳型18の雄部分20はそれに取り付けられたラベルの貼られた容器24を有するであろう。リムーバ14を介して加えられる真空がラベルの貼られた容器24を雄部分20から引き出し、リムーバ14と接触して真空を介してその底部によって保持される(図1B)。雄部分20は次いで引っ込められ、ラベルシート10を有するマンドレル12が雌部分16内に位置決めされる(図1C)。ラベルシート10は、1つまたは複数のマンドレル12を介して加えられる真空によって定位置に保持され、かつラベルシート10は真空を停止し、マンドレル12内の荷電ピンを介してラベルシート10に静電荷を加えることによって、かつ任意選択でマンドレル12から圧縮空気の「一吹き(puff)」を加えることによって、開放されかつ雌部分16内に位置決めされる。本発明の一実施形態では、マンドレル12は雌部分16内に位置決めされるとき自由に動く(floating)。雌部分16内に挿入されるときのマンドレル12の自由に動く性質が、所望のマンドレル−鋳型位置合わせを可能にし、一貫しないマンドレル−鋳型位置合わせが結果として望ましくない多数の誤ったラベル貼り容器(不良)になる、従来技術での問題点を克服する。
【0041】
本発明の別の実施形態では、マンドレル12が雌部分16に挿入されるとき、マンドレル12上のラベルシートと雌部分16の内壁の間の隙間または空間は小さい。この実施形態では、この隙間は少なくとも0.01mm、ある場合には少なくとも0.05mm、別の場合には少なくとも0.1mmであり、かつ5mmまで、ある場合には3mmまで、別の場合には2mmまで、ある事例では1mmまでであることができる。マンドレル12と雌部分16の内壁の間のより小さな隙間は、雌部分16内でのラベルシートのより正確な配置を可能にする。マンドレル12上のラベルシートと雌部分16の内壁の間の隙間または空間は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0042】
図1Dに示すように、ラベルシート10が中に位置決めされた雌部分16はマンドレル16から引っ込められ(図1D)、マンドレル16は雌部分16と水平に向かい合った位置から雌部分16から離れた位置に引っ込められ、真空がリムーバ14から解放され、ラベルの貼られた容器24は落ちて離れる(図1E)。
【0043】
本発明の一実施形態では、2部鋳型18の雌部分16および雄部分20は、雌部分16が取り外し位置にあるとき、雄部分20および雌部分16は間隔があいており互いに接触してなく、かつ雄部分20が解放位置または延長位置にあるとき、この雄部分は雌部分16と間隔があいており接触していないようになされている。
【0044】
引き続いて、2部鋳型18の雄部分20および雌部分16は、鋳型空洞を形成するように接触させられる(図1F)。発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが次いでこの鋳型空洞に加えられ、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器24を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱が加えられる。加えられる熱は、電気、ガス、または他の外部加熱ユニットによることができ、あるいはよくあることであるが、以下で説明するように蒸気によって加えられる。次いでラベルの貼られた容器は冷却され、雄部分20は雌部分16から分離され、ラベルの貼られた容器24は雄部分20とともに移動し、リムーバ14によって取り外される準備が整う(図1A)。
【0045】
当業者によって容易に想定されるように、上記で説明した方法を実施するのに使用される装置は、複数の2部鋳型空洞18および対応する数のマンドレル12を装備することができる。2部鋳型空洞およびマンドレルの水平位置合わせによって、ラベルシート10の雌部分16内でのより正確な位置合わせが可能になり、結果として誤ったラベル貼り容器に起因する不良が少なくなり、従来技術より優れた重要な利点となる。
【0046】
このラベルシート10は、それが雌部分16の内壁への移送および静電付着を達成するために静電荷を維持する能力がなければならないので、本発明の重要な一態様である。そのようなものとして、ラベルシート10は、
第1の表面および第2の表面を有する電気的絶縁基板と、
任意選択で第1の表面の少なくとも一部分上に配設される熱感受性接着剤と、
任意選択でラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを含む。
【0047】
本発明の一実施形態では、このラベルシートは、任意選択で外側表面または内側表面に広告または他の事項が印刷される柔軟性のあるシート材料から作ることができる。それは、容器の側壁に合致する部分的円錐形状にそれ自体の回りに折り畳め、かつ容器の側壁の全高に対し容器の円周の周りを延びることができるような寸法および形態のものである。
【0048】
このラベルシート、基板または材料は、表面静電荷を維持することができる。そのようなものとして、ラベルシート、基板または材料の表面固有抵抗は、1010Ω/sqより大きく、ある場合には1011Ω/sqより大きく、別の場合には1012Ω/sqより大きく、ある事例では1013Ω/sqより大きく、別の事例では1014Ω/sqより大きい。ラベルシート、基板または材料の表面固有抵抗が大きければ大きいほど、ラベルシートと雌部分16の内壁の間の静電誘引力は強くかつ長くなるであろう。
【0049】
本発明の一実施形態では、ラベルシート10の基板は1つまたは複数の熱可塑性樹脂、セルロースベースの紙、および合成紙から選択される1つまたは複数の材料を含む。
【0050】
任意の適切な熱可塑性樹脂を使用することができる。適切な熱可塑性樹脂には、限定ではなくポリオレフィン(polyolefinic)樹脂、エチレンアクリル酸共重合体(ethylene−acrylic acid copolymer)、エチレン−C1〜C12アルキル(メタ)アクリレートエステル共重合体(ethylene−C1−C12 alkyl (meth)acrylate ester copolymer)、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩(metal salts of ethylene−methacrylic acid copolymer)、ポリ(4−メチルー1−ペンテン)(poly(4−methyl−l−pentene))、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)樹脂、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride)樹脂、ポリアミド(polyamide)樹脂、ABS樹脂、およびそれらの組み合わせから選択される1つまたは複数が含まれる。
【0051】
任意の適切なポリオレフィン樹脂を使用することができる。適切なポリオレフィン樹脂には、限定ではなくプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン(linear low−density polyethylene)、エチレン環状オレフィン共重合体(ethylene−cyclic olefin copolymer)、プロピレンと1つまたは複数のアルファオレフイン(α−olefin)の共重合体、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0052】
本発明で使用することができる適切な合成紙には、限定なしで、樹脂被覆紙、ポリエステル、TESLIN(登録商標)の商品名の下でPPG Industries,Inc.,Pittsburgh,Pa.によって売られており、その非限定的な例が、米国特許第6,066,594号に開示されておりその関連する部分が参照により本明細書に組み込まれているものであるポリエチレンポリマー含有材料などの微小孔性の材料、E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEから入手可能なTYVEK(登録商標)合成紙、Mobil Oil Corp.,New York,NY.から入手可能なOPPALYTE(登録商標)フィルム、米国特許第5,244,861号に列記されており、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれている他の複合フィルム、米国特許の第5,853,965号、第5,866,282号、第5,874,205号、第5,888,643号、第5,888,681号、第5,888,683号、および第5,888,714号に記載され、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれているものなどの、溶融押し出し被覆された紙(melt−extrusion−coated paper)、および2軸延伸支持積層板(biaxially oriented support laminate)が含まれる。
【0053】
本発明の一実施形態では、この基板は少なくとも120℃の、ある場合には130℃より高い、別の場合には135℃より高い、ある事例では140℃より高い溶融点を有する。この基板の溶融点は、成型中の処理温度より高いのが有利である。
【0054】
この基板の厚さは、ラベル材料の種類、ラベルシートから所望される構造支持量、およびラベルシートに印刷すべきグラフィックの質などの要因に基づき変更することができる。そのようなものとして、基板は少なくとも10μm、ある場合には少なくとも25μm、別の場合には少なくとも50μmの厚さであることができ、かつ1、500μmまで、ある場合には1、250μmまで、別の場合には1、000μmまで、ある事例では750μmまで、別の事例では500μmまでの厚さであることができる。この基板の厚さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0055】
本発明に任意の適切な熱感受性接着剤を使用することができる。適切な熱感受性接着剤には、限定ではなくエチレンビニルアセテート共重合体(ethylene−vinyl acetate copolymer)、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性エラストマー、アクリル樹脂、セルロース樹脂、印刷ラッカー(print lacquer)およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0056】
本発明の一実施形態では、ラベルの第1の端部が、上記で説明した継ぎ目線を作り出すようにラベルの第2の端部と重なる。この実施形態では、この熱感受性接着剤が第2の端部の重なる部分の上表面の少なくとも一部分に接触するように、この熱感受性接着剤は、第1の端部の重なる部分のみの底表面の少なくとも一部分にのみ塗布される。
【0057】
本発明で使用されるラベルシートは、容器の外側表面に高品質のグラフィックを形成するために通常使用される。そのようなものとして、このラベルシートはラベルの表面上に被覆および/または印刷インクを含むことができる。ラベルが雌部分16の内壁と接触する表面上に印刷されている、または被覆されている場合、この被覆または印刷インクの成分は少なくとも120℃の、ある場合には130℃より高い、別の場合には135℃より高い、かつある事例では140℃より高い溶融および/または軟化点を有するのが有利である。この被覆または印刷インクの成分の溶融および/または軟化点が成型中の処理温度より高いとき、ラベルの貼られた容器が雌部分の内壁に固着するのを避けることができる。
【0058】
ラベルシートが雌部分16の内壁と接触しない側に印刷されまたは被覆されているとき、任意の適切な印刷インクまたは被覆を使用することができる。通常、この基板は透明であり、印刷または被覆は基板を通して見ることができる。本発明の一実施形態では、印刷または被覆が雌部分16の内壁と接触しない側に配置されるとき、この印刷または被覆は、所望の画像がラベルの貼られた容器上のラベルシートを貫通して見えるように鏡像になる。
【0059】
本発明の一実施形態では、ラベルシートおよびラベルシート上のどのようなインク、接着剤または他の被覆も、直接的なかつ/または間接的な食品接触に対し適切であり、
かつSection 201 of the U.S. Federal Food,Drug and Cosmetic Act、U.S.21 Code of Federal Regulations (2005)、 EU Plastics Directive,2002/72/EC、CoE Resolution on paper and board,Resolution AP(2002)1、またはEC Superdirective on Food Contact Materialsの1つまたは複数に適合している。
【0060】
マンドレル12は、ラベルシート10を雌部分16内に移送し、位置決めするのに使用される。図2および図3に示すように本発明のある実施形態では、マンドレル12は、多くの場合部分的円錐形状であろう雄部分20と類似する形状および寸法を有するであろう。そのようなものとして、マンドレル12は、寸法D1を有する第1の底部50、D2がD1より大きい寸法D2を有する第2の底部52、第1の底部50および第2の底部52の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面54、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される全体的に円形の荷電凹部51内に配置される荷電ピン通路57内に配置される複数の荷電ピン56、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される複数の縦方向吸引孔58、マンドレル表面54に沿って第2の底部52に近接して配置される複数の円周方向の吸引孔59とを有することができる。通常、少なくともマンドレル12のマンドレル表面54は、周囲状態で変形しない非伝導性材料を含む。吸引孔58および59と荷電ピン56を取り囲む凹部は別にして、マンドレル表面54は平滑であることができる。
【0061】
縦方向の吸引孔58は、ラベルシートをマンドレル表面54に接触して固定しかつ保持するのが望ましい。円周方向吸引孔59は、挿入されるとき雌部分の内壁上に正確な位置決めを確実にし、かつ最終的に本発明により提供されるラベルの貼られた容器上の正確なラベル配置を確実にするように、マンドレル表面54上の所望の位置および向きにラベルシートを保持するので望ましい。したがって、本方法および装置は、誤ったラベル貼り容器から結果として生じる不良を最小限にすることができる。
【0062】
図4、図5および図6に示すように本発明の別の実施形態では、マンドレル12は、多くの場合部分的円錐形状であろう雄部分20と類似する形状および寸法を有する。そのようなものとして、マンドレル12は、寸法D1を有する第1の底部50、D2がD1より大きい寸法D2を有する第2の底部52、第1の底部50および第2の底部52の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面54、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される全体的に長方形の荷電凹部53内に配置される、荷電ピン通路57内の複数の荷電ピン56、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に配置される複数のラベル付着吸引孔70、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に、ラベル付着吸引孔70から間隔をあけて配置される複数のラベル巻きつけ吸引孔72、および第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に、ラベル付着吸引孔70に対向してほぼ反対側にそれぞれ配置される、複数の並行(overlap)吸引孔78および80を各々が含む第1の列74および第2の列76とを有することができる。通常、マンドレル12の少なくともマンドレル表面54は、周囲状態で変形しない非伝導性材料を含む。吸引孔70、72、78および80と荷電ピン56を取り囲む凹部53は別にして、マンドレル表面54は平滑であることができる。
【0063】
ラベル付着吸引孔70は、ラベルシートがマンドレル12上に最初に配置されるとき、ラベルシートをマンドレル表面54に接して固定しかつ保持するのが望ましい。ラベル巻きつけ吸引孔72は、ラベルがマンドレル12の周りに巻きつけられるとき、マンドレル表面54上でラベルシートを所望の位置および向きに保持するのが好ましい。並行吸引孔78および80の第1の列74および第2の列76は、巻きつけが終わるときそれぞれ正確な位置決めを確実にする。吸引孔70、72、78および80は、ラベルが鋳型内に挿入され、雌部分の内壁上に移送され、最終的に本発明によって提供されるラベルの貼られた容器上の正確なラベル配置までの間、ラベルを所望の位置および向きに保持する。したがって、本方法および装置は、誤ったラベル貼り容器から結果として生じる不良を最小限にすることができる。本発明の多くの実施形態では、D1およびD2は、円形形状であり得る第1の底部50および第2の底部52の直径をそれぞれ示す。
【0064】
本発明の一実施形態では、この寸法D1は、少なくとも1cm、ある場合には少なくとも1.5cm、別の場合には少なくとも2cmであることができ、12cmまで、ある場合には10cmまで、別の場合には8cmまでであることができる。寸法D1は、雌部分の内側表面の寸法および所望のラベルの貼られた容器によって変わる。寸法D1は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0065】
本発明の別の実施形態では、寸法D2は、少なくとも1.5cm、ある場合には少なくとも2cm、別の場合には少なくとも2.5cmであることができ、20cmまで、ある場合には15cmまで、別の場合には10cmまでであることができる。寸法D2は、雌部分の内側表面の寸法および所望のラベルの貼られた容器によって変わり、かつ寸法D2より大きいであろう。寸法D2は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0066】
任意の適切な非伝導性材料を、それが電気的に絶縁し荷電ピン56の短絡を防止できる限り、マンドレル表面54用に使用することができる。適切な材料には、限定ではなくフッ素重合体(fluoropolymer)、フッ素モノマーの単独重合体および共重合体(homopolymer and copolymer of fluoromonomer)、オレフィンの単独重合体および共重合体、ビニル芳香族モノマーの単独重合体および共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、塩化ビニルの単独重合体および共重合体、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、アセタールポリオキシメチレン(acetal polyoxymethylene)、ポリスルホン(polysulfone)、セラミックス、木材、ガラス、エラストマー系ポリマー(elastomeric polymer)、それらの組み合わせ、および上記で記載した1つまたは複数の材料で被覆した金属から選択される1つまたは複数の材料が含まれる。
【0067】
適切なフッ素重合体およびフッ素モノマーの単独重合体および共重合体の非限定的な例には、塩化三フッ化エチレン(chlorotrifluoroethylene)、テトラフルオロエチレン、(tetrafluoroethylene)、トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)、ジフルオロエチレン(difluoroethylene)、ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)、ビニルフッ化物(vinyl fluoride)およびアルキル鎖内の炭素原子の数によって変わる、1から20の、ある場合には1から15の、別の場合には1から10のフッ素原子を含む、C1〜C12アルキル(メタ)アクリレート(C1−C12 alkyl (meth)acrylate)から選択される1つまたは複数のモノマーを含む単独重合体および共重合体が含まれる。適切なフッ素重合体の非限定的例には、ポリ(フッ化ビニリデン)(poly(vinylidene fluoride))、ポリ(塩化ビニル)(poly(vinyl fluoride))、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリ(トリフルオロエチレン)、Asahi Glass Company,Ltd.,Tokyo,Japanから入手可能なLUMIFLON(登録商標)ポリマー、Atofma Chemicals,Inc.,Philadelphia,PAから入手可能なKYNAR(登録商標)ポリマー、Montedison group,Milan,Italyの系列会社のAusimontから入手可能なHYLAR(登録商標)、E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEから入手可能なNAFION(登録商標)、TEFZEL(登録商標)、およびTEFLON(登録商標)、Kern GmbH,Grossmaischeid,Germanyから入手可能なPOM−PTFE(商標)、およびDSMIP Assets B.V,the Netherlandsから入手可能なARNITE(登録商標)が含まれる。
【0068】
マンドレル表面54は、本明細書で説明されるラベル挿入処理中ラベルを支持するのに十分な面積を有する。マンドレル表面54は、上記で説明したように、ラベルを第1の底部50、第2の底部52および様々な吸引孔と荷電凹部の間の空間の近くで支持する。
【0069】
荷電ピン56は、電気を伝導することができる金属を備え、かつ限定ではなく、銅、鉄、銀、アルミニウム、タングステン、マンガン、ニッケル、クロム、マンガニン、コンスタンタン、ニクロム、およびそれらの組み合わせを含有することができる。電気は、電力ライン60によって荷電ピン56まで運ばれる。
【0070】
図4に示す本発明の一実施形態では、荷電ピン56は、荷電角度94を形成する円錐側面90および92によって形成される点88のところで終端する。ラベルに移送される電荷の量は、荷電角度94を変更することによってある程度制御することができる。したがって、荷電角度94は少なくとも20度、ある場合には少なくとも25度、別の場合には少なくとも30度であることができ、かつ120度まで、ある場合には100度まで、別の場合には80度まで、ある事例では60度まで、別の事例では50度までであることができる。荷電角度94は、ラベルに移送されるべき所望の荷電される量に基づいて決まる。荷電角度94は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0071】
荷電凹部53は、任意の適切な形状を有することができるが、通常荷電ピン56からラベルに十分な電荷移送ができる形状を有するであろう。そのようなものとして、荷電凹部53は、円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、台形、平行四辺形のような、または他の適切な形状を有することができる。
【0072】
荷電凹部53は、荷電ピン56からラベルに十分な電荷移送ができるある深さマンドレル表面54内に延びる。そのようなものとして、荷電凹部53は少なくとも約1mm(0.04インチ)の、ある場合には少なくとも約2.5mm(0.1インチ)の、別の場合では少なくとも約6.4mm(0.25インチ)の深さを有することができ、かつ約51mm(2インチ)までの、ある場合には約44.5mm(1.75インチ)までの、および約38mm(1.5インチ)までであることができる。荷電凹部53の深さは、所望の荷電量および荷電ピン56の特性に基づいて決まる。荷電凹部53の深さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0073】
マンドレル表面54内に形成される荷電凹部53の形状は、少なくとも約6.5mm2(0.01平方インチ)の、ある場合には少なくとも約32mm2(0.05平方インチ)の、別の場合には約65mm2(0.1平方インチ)の面積を有することができ、かつ約2,581mm2(4平方インチ)まで、ある場合には約1,290mm2(2平方インチ)まで、別の場合には約645mm2(1平方インチ)までであることができる。荷電凹部53の面積は、所望の荷電量および荷電ピン56の特性に基づいて決まる。荷電凹部53の面積は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0074】
図2を参照すると、真空が真空ライン62によってマンドレル12に加えられる。縦方向の真空弁64が開いているとき、真空は縦方向真空通路66を介して縦方向吸引孔58を通り引かれる。円周方向弁68が開いているとき、真空は円周方向真空通路67を介して円周方向吸引孔59を通り引かれる。
【0075】
図4、図5および図6を参照すると、図2に示すような縦方向真空通路66を介する縦方向吸引孔58と同様に配置されるラベル付着吸引孔70への真空は、ラベル付着真空通路90を介して供給される。巻きつけ吸引孔72への真空は、図2に示すような円周方向吸引孔59および円周方向真空通路67と同様に、巻きつけ真空通路92を介して供給される。並行吸引孔78および80への真空は、それぞれ並行真空通路94および96によって供給される。通常、真空通路92、94および96への真空の供給は同じ源から供給され、同じ弁または他の機構を介して制御され、ラベル付着真空通路90への真空は別個に供給されかつ制御される。
【0076】
本発明の実施形態では、真空ライン62および吸引孔58および59は、マンドレル12から雌部分16の内壁へのラベルの移送を達成するために、圧縮空気の「一吹き」を行うようになされることができる。同様に、真空通路90、92、94および96ならびに吸引孔70、72、78および80は、マンドレル12から雌部分16の内壁へのラベルの移送を達成するために、圧縮空気の「一吹き(puff)」を行うようになされることができる。
【0077】
本発明の一実施形態では、リムーバ14をマンドレル12に取り付けることができる(図2参照)。この実施形態では、真空ライン62はリムーバ通路72を介して真空を加えるのに使用される。リムーバ通路72を介して加えられる真空は、調節弁(図示せず)を介して制御することができる。
【0078】
この真空は、非限定的な例として、この分野で知られている真空ポンプまたは圧縮空気ラインに取り付けられるベンチュリを使用して供給することができる。
【0079】
マンドレルは、米国特許第6,007,759号に開示されているように、射出成型作業で鋳型内(in−mold)ラベル貼りのために使用されてきている。この開示される射出成型マンドレルは、外側表面として柔軟な気泡材料から構成される電気的伝導層を含む。本発明のマンドレルにそのような外側表面を使用することは、気泡材料は本発明のマンドレルができるようなぴったりした公差および隙間をもたらすように正確な寸法に機械加工することができないので、雌部分の内壁上の一貫しないかつ不完全なラベル配置につながるので望ましくない。さらに、この気泡材料の厚さは磨耗に起因して使用につれて減少し、さらなる一貫しないラベル配置につながる可能性がある。
【0080】
上記で示したように、マンドレル12はラベルシート10を雌部分16の内壁に移送しかつ位置決めするのに使用される。ラベルシート10が位置決めされた後、2部鋳型18の雌部分16および雄部分20は、ラベルの貼られた容器24を製造するために用いることができる。したがって、発泡プラスチック容器を成型するための2部鋳型工具18は、鋳型空洞に隣接する雄および雌部分のうちの少なくとも1つ内の、かつ容器の側壁を画成する空洞の少なくともその部分に隣接して延びる、加熱および/または冷却流体用の少なくとも1つの空洞を有する、容器を画成する鋳型空洞を形成するように組み立てられる雄部分20および雌部分16と、加熱および/または冷却空洞に蒸気を供給するための導管手段と、蒸気が通路を通り鋳型空洞内に吹き込まれる通路手段とを含む。
【0081】
本発明では、ラベルの貼られた容器24は、その口および底部を一平面内で水平な向きで成型され、プラスチック材料を加熱処理するための蒸気は、容器の底部に隣接する鋳型の底部端部(雄部分)のところに少なくとも吹き込まれる。2部鋳型工具18は、コア区域を有する雄部分20と、外側シェル内に加熱/冷却空洞を設けることができるように、コア区域の上に嵌合される外側シェルとを含むことができる。このシェルの外側表面は、容器の内側表面を成型し、この加熱/冷却空洞は実質的にシェルと同一の広がりを持つことができる。雄部分20は、内壁に沿ってラベルシート10が位置決めされ、鋳型空洞を画成するように雄部分上に組み立てられる雌部分16と協働する。雌部分16は、ラベルシートに対する容器の外壁を成型する内側雌シェルおよび実質的に雌シェルと同一の広がりを有し、鋳型空洞の外側周りの加熱/冷却空洞を形成できるように雌シェルの外側上に嵌合される鋳型部材とを含むことができる。適切な導管がこの加熱/冷却空洞にフラッシング蒸気または冷却液体を供給するように配置される。この導管のうちの1つは、成型材料を加熱処理するために蒸気を鋳型内に吹き込むことができるように、第1の弁手段の制御の下で、鋳型空洞の端部と連通する通路手段と接続可能である。
【0082】
本発明に使用される鋳型空洞の一実施形態を図7に示す。本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための2部鋳型工具110は、容器をその底部および口を水平方向に向けて成型する。この工具は、成型すべき容器用の鋳型空洞118を形成するように組み立てられる雄部分112および雌部分114を含む。雄部分112は、コア区画119および外側シェルとコア区画の間に加熱/冷却空洞121を残すことができるようにこのコア区画上に嵌合される外側シェル120を有する。外側シェルの外部表面は、容器の底部および側壁の内部表面用の鋳型表面を形成し、加熱/冷却空洞121は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。雌部分114は、容器の底部および側壁の外部表面を成型する内側雌シェル122および、雌シェルと頂部鋳型部材の間に加熱/冷却空洞124を設けることができるように雌シェルの外側上に嵌合される頂部鋳型部材123とを有する。この外側加熱/冷却空洞は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。本発明の一実施形態では、雌シェル122の鋳型表面は平滑である。
【0083】
雄部分112のコア区画および外側シェルは、鋳型工具の端部のところで機械ねじ116によって一緒に固定することができ、雌部分114の内側雌シェルと鋳型部材は、機械ねじ117によって一緒に固定することができる。これらの構成部品を互いにシールするために、Oリングシール138を鋳型部品の構成部品の間の適した位置に配設することができる。
【0084】
中央導管125が雄部分119を貫通してその左端部に隣接する位置まで中央を延び、その導管を通り予備加熱または加熱処理中鋳型を加熱するためのフラッシング蒸気、あるいは鋳型を冷却するための冷却液が交互に(alternatively)内部空洞121に供給される。フラッシング蒸気または冷却液は、雄部分に機械ねじ113によって接続され、かつOリングシール111によって導管にシールすることができるパイプ115によって導管125に供給される。蒸気または液体は、鋳型工具の右端部に隣接する環状出口126を通り空洞121を出る。その左端部のところで、導管125は弁ポート127を介して、外側シェル120の外側表面内の環状溝(図示せず)を介して鋳型空洞118と連通する直径方向に配設される通路128に接続される。この弁ポート127は、導管125の左端部に配設されるばね荷重される弁部材130によって制御することができ、導管を貫通して適切な空圧作動機構まで突起する中空の弁ロッド131によって作動させることができる。弁部材130は、成型サイクルの終わりに鋳型空洞118から成型された容器を取り出すのを助けることができるように、ロッド、弁部材および通路128を通り鋳型空洞内へ圧縮空気を供給できるように、中空作動ロッド131に接続される軸方向通路132を有する。
【0085】
フラッシング蒸気および冷却液は、頂部鋳型部材123のポート135を介して外側加熱/冷却空洞124に交互に(alternatively)供給され、そのポートは適切な供給導管(図示せず)に接続される。この蒸気および液体は、鋳型空洞の右端部に隣接する環状出口136および環状マニホールド137を介して空洞から出る。
【0086】
以下で説明するような、容器用の適切な成型材料の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを、頂部鋳型部材に取り付けられ、かつ鋳型空洞118と連通する内側雌シェル122内の漏斗形状のポート140に接続される連結ユニット(図示せず)によって頂部鋳型123に連結される導管(図示せず)を介して鋳型空洞に供給することができる。鋳型空洞118への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給は、やはりポート140に連結される空気ノズル(図示せず)を通る圧縮空気の供給によって助けることができる。同様に、成型サイクルの終わりに雌部分114と雄部分112が分離されるとき、リムーバ14による工具からの取り外しの準備として雄部分112上に成型された容器を保持するために、圧縮空気をノズルに供給することができる。
【0087】
容器を成型するために、図7に示すように雌部分114は雄部分112に組み立てられ、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌シェル122内の漏斗形状のポート140を介して鋳型空洞118内に吹き込まれる。鋳型空洞が満杯になると、内側および外側空洞121および124を蒸気で流しそれによって鋳型を加熱するために、蒸気が導管125およびポート135を通り吹き込まれることができる。成型サイクル内の適した時間に、空圧作動弁ロッド131が弁部材130を引っ込めるために作動され、鋳型空洞内の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを加熱処理するために蒸気がポート127、通路128および環状溝129を介して鋳型空洞118に入るのが可能になる。
【0088】
加熱処理サイクルの終わりに、弁部材127は閉じられ、鋳型工具および成型された容器を冷却するために、導管125およびポート135を介して加熱/冷却空洞121および124に冷却液が供給され、その後雄部分112および雌部分114が分離され、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分112からのカップの取り出しを容易にするために、圧縮空気が中空弁ロッド131および弁部材を通り通路128に供給される。
【0089】
本発明に使用される鋳型空洞の別の実施形態を図8に示す。本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための2部鋳型工具150は、容器をその底部および口を水平に向けて成型する。この工具は、成型されるべき容器用の鋳型空洞158を形成するように組み立てられる雄部分152および雌部分154を含む。雄部分152は中実であることができ、または中空の部分を含むことができるコア区画159、および外側シェルとコア区画の間に加熱/冷却空洞161を残すことができるようにコア区画の上に嵌合される外側シェルとを含む。外側シェルの外部表面は、容器の底部および側壁の内部表面用の鋳型表面を形成し、加熱/冷却空洞161は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。雌部分154は、容器の底部および側壁の外部表面を成型する内側雌シェル162と、雌シェルと頂部鋳型部材の間に加熱/冷却空洞164を設けることができるように雌シェルの外側上に嵌合される頂部鋳型部材163とを有する。この外側加熱/冷却空洞は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。本発明の一実施形態では、雌シェル162の鋳型表面は平滑である。
【0090】
雄部分152のコア区画および外側シェルは、鋳型工具の端部のところでボルト166によって一緒に固定することができ、雌部分154の内側雌シェルと鋳型部材は、ボルト167によって一緒に固定することができる。この構成部品を互いにシールするために、Oリングシール168を鋳型部品の構成部品の間の適した位置に配設することができる。
【0091】
中央導管165が、雄部分152のコア区画169を貫通してその左端部に隣接する位置まで中央を延び、その導管を通り予備加熱または加熱処理中鋳型を加熱するためのフラッシング蒸気、あるいは鋳型を冷却するための冷却液が交互に(alternatively)内側空洞161に供給される。フラッシング蒸気または冷却液は、雄部分に機械ねじによって連結し、かつOリングシール151によって導管にシールすることができるパイプ155によって導管165に供給される。蒸気または液体は、鋳型工具の右端部に隣接する環状出口156を通り空洞161を出る。その左端部のところで、導管165は弁ポート157を介して、外側シェル160の左手部分内の環状溝168を介して鋳型空洞158と連通する直径方向に配設される通路168に接続される。この実施形態では、環状溝168は弁ポート157と鋳型空洞158の底部端部180との間に配置される。弁ポート157は、導管165の左端部に配設されるばね荷重される弁部材170によって制御することができ、導管を貫通して適切な空圧作動機構まで突起する中空の弁ロッド171によって作動させることができる。弁部材170は、成型サイクル中鋳型空洞158に追加の熱を供給するために、ロッド、弁部材および加熱処理ふた(cook lid)167を通り蒸気を供給できるように、中空の弁または作動ロッド171に接続される軸方向通路(図示せず)を有する。
【0092】
フラッシング蒸気および冷却液は、雌部分154の左端部内のポート175を介して外側加熱/冷却空洞164に交互に(alternatively)供給され、そのポート175は適切な供給導管(図示せず)に接続される。この蒸気および液体は、鋳型空洞の右端部に隣接する環状マニホールド177を介して空洞から出る。
【0093】
成型サイクルの終わりに、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分152からカップを取り出すのを容易にするために、圧縮空気を通路190を通り供給することができる。
【0094】
本発明の一実施形態では、上記で示したように蒸気の形態で供給することができる、熱サイクルで雄部分に加えられる熱から独立の熱を、熱サイクルで雌部分に加えることができる。
【0095】
以下で説明するような、容器用の適切な成型材料の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌部分154に取り付けられ、かつ鋳型空洞158と連通する内側雌シェル162内の漏斗形状のポート180に接続される連結ユニット(図示せず)によって雌部分154の左に連結される導管(図示せず)を介して鋳型空洞に供給することができる。鋳型空洞158への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給は、やはりポート180に連結される空気ノズル(図示せず)を通る圧縮空気の供給によって助けることができる。同様に、成型サイクルの終わりに雌部分154と雄部分152が分離されるとき、リムーバ14による工具からの取り外しの準備として雄部分152上に成型された容器を保持するために、圧縮空気をノズルに供給することができる。
【0096】
容器を成型するために、図8に示すように雌部分154は雄部分152に組み立てられ、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌部分154内の漏斗形状のポート180を介して鋳型空洞158内に吹き込まれる。鋳型空洞が満杯になると、内側および外側空洞161および164を蒸気で流し、それによって鋳型を加熱するために、蒸気を導管165およびポート175を介して吹き込むことができる。成型サイクル内の適した時間に、空圧作動弁ロッド171が弁部材170を引っ込めるために作動され、鋳型空洞内の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを加熱処理するために、蒸気がポート157、通路168および環状溝を介して鋳型空洞158に入るのが可能になる。
【0097】
加熱処理サイクルの終わりに弁部材157は閉じられ、鋳型工具および成型された容器を冷却するために、導管155およびポートを介して加熱/冷却空洞161および164に冷却液が供給され、その後、雄部分152および雌部分154が分離され、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分152からのカップの取り出しを容易にするために、圧縮空気が中空弁ロッド171および弁部材170を通り通路168に供給される。
【0098】
本発明の一実施形態では、上記で示したように蒸気の形態で供給することができる、熱サイクルで雄部分に加えられる熱から独立の熱を、熱サイクルで雌部分に加えることができる。
【0099】
本発明のさらなる実施形態は、雄部分20、雌部分16およびマンドレル12/リムーバ14の配置と上記で説明した成型サイクルとの間の調整を提供する。図1Fに示すように雄部分20および雌部分16が鋳型18を形成するように結合されるとき、成型サイクルが開始する。(同じステップを図8に示す2部鋳型を使用して追うことができるが)図7を参照すると、成型サイクルの第1のステップは、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えることを含む。次に、滞留期間を開始することができ、それによって上記で説明したように蒸気が雌部分16および雄部分20に加えられる。この滞留期間は少なくとも2秒、ある場合には少なくとも3秒、別の場合少なくとも5秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さ間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0100】
滞留期間に続いて、加熱処理期間を行うことができ、それによって上記で説明したように蒸気が鋳型空洞に入る。この加熱処理期間は少なくとも5秒、ある場合には少なくとも7秒、別の場合少なくとも10秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さ間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0101】
加熱処理期間に続いて、冷却期間を行うことができ、それによって上記で説明したように冷却水が雌部分16および雄部分20を通り流される。この冷却期間は少なくとも5秒、ある場合には少なくとも10秒、別の場合少なくとも15秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さの間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0102】
冷却水は図1Aから図1Eに記載されるステップが行われる間、雌部分16および雄部分20を通り流れ続けることができる。通常、冷却水流れは図1C、図1Dまたは図1Eに示すステップの後停止することができる。雄部分を冷却することによって、ラベルの貼られた容器24の取り外しがより容易になる(雌部分へのどのような固着も防止するのを助ける)。
【0103】
次いでラベルの貼られた容器24は通常、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを含有し、少なくとも0.5lb/ft3(0.008g/cc)、ある場合には少なくとも1lb/ft3(0.016g/cc)、別の場合少なくとも1.5lb/ft3(0.024g/cc)、ある事例では少なくとも2lb/ft3(0.032g/cc)の密度を有し、かつ12lb/ft3(0.192g/cc)まで、ある場合には10lb/ft3(0.160g/cc)までの、別の場合には8lb/ft3(0.128g/cc)までの密度を有する。成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0104】
一般に、発泡性樹脂ビードはモノマー混合物を水性システム内に分散させ、このモノマー混合物をフリーラジカル重合開始剤の存在の下で樹脂ビードの分散物を形成するように重合させ、所望されない寸法を有するビードを取り除くために樹脂ビードを篩い分けし、かつこの樹脂ビードを発泡剤で含浸することによって準備される。
【0105】
任意の適切な発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを本発明で使用することができる。適切な樹脂ビードは、発泡性ビードおよび/または予備発泡されたビードが鋳型内の供給通路を詰まらせ、または妨害することなしに本明細書で説明されるような2部鋳型に供給できる寸法を有し、かつ本明細書で説明されるような成型された容器を形成するように発泡しかつ互いに溶融することができるものを含む。適切な発泡性樹脂ビードには、限定ではなく、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼン(divinylbenzene)、共役ジエン(conjugated diene)、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル((meth)acrylonitrile)、オレフィン、および/または無水マレイン酸(maleic anhydride)との共重合体、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0106】
適切なビニル芳香族モノマーには、限定ではなく、スチレン、イソプロピルスチレ
ン、アルファメチルスチレン、ニュークリアメチルスチレン(nuclear methyl−styrene)、クロロスチレン、tert−ブチルスチレン(tert−buthlstyrene)が含まれる。本発明の一実施形態ではこのビニル芳香族モノマーは、非限定的な例ではジビニルベンゼン、共役ジエン(非限定的な例はブタジエン、イソプレン、1,3および2,4ヘキサジエン)、アルキルメタアクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニトリルおよび無水マレイン酸である1つまたは複数の他のモノマーと共重合させることができ、そこではビニル芳香族モノマーは、共重合体の重量で少なくとも50%存在する。本発明の多くの実施形態では、スチレン重合体、特にポリスチレンが使用されるけれども、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド(polyphenylene oxide)、およびそれらの混合物などの他の適切な重合体も使用することができる。
【0107】
本発明の具体的な実施形態では、この発泡性樹脂ビードは発泡性ポリスチレン(EPS)粒子を含む。
【0108】
本発明ではこの樹脂ビードは、本質的に球形の樹脂ビードが製造される懸濁プロセスでの重合を介して形成される。これらのビードは、発泡重合体容器を製造するための樹脂ビードとして有用である。しかしながら、押し出されかつ適した寸法の樹脂ビード断面サイズにされる粒子に切断される溶液およびバルク重合技術に由来する重合体も使用することができる。
【0109】
本発明の一実施形態では、任意の上記で述べたポリマーを含有する発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、少なくとも10μmの、ある状況では少なくとも少なくとも25μmの、ある場合には少なくとも50μmの、別の場合には少なくとも75μmの、ある事例では少なくとも100μmの、別の事例では少なくとも150μmの平均粒子サイズを有する。同様に、この発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは600μmまでの、ある事例では550μmまでの、別の事例では500μmまでの、ある場合には450μmまでの、別の場合には400μmまでの、ある状況では350μmまでの平均粒子サイズを有することができる。発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの最大平均サイズは、本明細書で説明されるような鋳型内への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給ができる2部鋳型の寸法によって制限されるであろう。この実施形態で使用される発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0110】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの平均粒子サイズ番号およびサイズ分布は、重量平均値を与えることができる低角度光散乱を使用して求めることができる。非限定的な例として、Horiba Ltd.,Kyoto,Japanから入手可能なModel LA−910 Laser Diffraction Particle Size Analyzerを使用することができる。
【0111】
本発明の一実施形態では、樹脂ビード内のポリマーは、少なくとも25,000の、ある場合には少なくとも50,000の、別の場合には少なくとも75,000の重量平均分子重量(Mw)を有し、このMwは1,000,000まで、ある場合には750,000まで、別の場合には500,000までであることができる。樹脂ビード内のポリマーのこの重量平均分子重量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0112】
本発明の一実施形態では、重合後この樹脂ビードは分離されかつ乾燥され、次いで水性システム中に懸濁される。本明細書で使用されるとき、「水性システム」は溶液媒体および/または連続層として少なくとも50重量%の水を含む溶液または混合物を意味する。分散助剤、非イオン性界面活性剤および/またはワックスもこの水性システムに加えることができる。水性システム内に樹脂ビードが分散されたとき、1つまたは複数の発泡剤を加えることができる。
【0113】
発泡性熱可塑性粒子または樹脂ビードは任意選択で、任意の従来法を使用して適切な発泡剤で含浸させることができる。非限定的な例として、含浸はポリマーの重合中に発泡剤を水性懸濁液に加えることによって、あるいは別法として、粒子または樹脂ビードを水性媒体内に再懸濁させ、次いで米国特許第2,283,692号に教示されているように発泡剤を包含させることによって達成できる。任意のガス状材料または加熱に際しガスを発生させるであろう材料を、発泡剤として使用することができる。従来型の発泡剤には、選択されるポリマーの軟化点より下の温度で沸騰する、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの分子内に4から6の炭素原子を含む脂肪族炭化水素、およびハロゲン化炭化水素、例えばCFC等およびHCFC等が含まれる。これらの脂肪族炭化水素発泡剤の混合物も使用することができる。
【0114】
別法として、米国特許の第6,127,439号、第6,160,027号、および第6,242,540号に教示されているように、水をこれらの脂肪族炭化水素発泡剤と混ぜることができ、または水をただ1つの発泡剤として使用することができ、これらの特許では、水分保持剤が使用される。発泡剤として使用される水の重量パーセントは、1から20%の範囲であることができる。米国特許の第6,127,439号、第6,160,027号、および第6,242,540号の明細書は参照により本明細書に組み込まれている。
【0115】
本発明の一実施形態では、この発泡剤は、窒素、六フッ化硫黄(SF6)、アルゴン、炭酸ガス、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、フルオロエタン(HFC−161)および1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、サイクロペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、アゾジカルボンアミド(azodicarbonanride)、アゾジイソブチロニトリル(azodiisobutyro−nitrile)、ベンゼンスルホニルヒドラジド(benzenesulfonylhydrazide)、4,4−オキシベンゼンスルフォニル−セミカルバジド(oxybenzene sulfonyl−semicarbazide)、p−トルエンスルフォニルセミカルバジド(p−toluene sulfonyl semi−carbazide)、バリウムアゾジカルボキシレート(barium azodicarboxylate)、N,N’−ジメチルN,N’−ジニトロソテレフタルアミド(dinitrosoterephthalamide)、トリヒドラジノトリアジン(trihydrazino triazine)、クエン酸と重炭酸ナトリウム(sodium bicarbonate)の混合物、およびそれらの組み合わせから選択される、1つまたは複数を含むことができる。
【0116】
本発明の一実施形態では発泡剤は、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビード内で樹脂ビードの重量に基づいて、14重量%より少ない、ある状況では6重量%より少ないレベルで、ある場合には約2重量%から約5重量%までの範囲で、別の場合には約2.5重量%から約3.5重量%までの範囲で存在することができる。
【0117】
任意の適切な分散助剤を本発明で使用することができる。適切な分散助剤は、水性システム内に分散されるとき樹脂ビードが互いにくっつくのを防止する。適切な分散助剤の例には、限定ではなく、リン酸三カルシウム(tricalcium phosphate)、酸化亜鉛、ベントナイト、タルク、カオリン、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム等などの細かく分割された水不溶性無機物質、あるいはポリビニルアルコール、アルキルアリールスルフォネート(alkyl aryl sulfonates)、ヒドロキシエチルセルローズ(hydroxyethyl cellulose)、ポリアクリル酸、メチルセルローズ、ポリビニルピロリドン(polyvinyl pyrrolidone)、等などの水溶性ポリマー、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecylbenzene−sulfonate)などの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、およびそれらの組み合わせが含まれる。本発明の一実施形態では、この分散助剤は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを一緒に伴うリン酸三カルシウムを含む。必要な分散助剤の量は、多数の因子に応じて変わるであろうが、一般に樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも約0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。分散助剤の量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0118】
所望の場合水性懸濁液に、非限定的な例がオレイン酸塩(oleate)、ステアリン酸塩(stearate)、モノラウレート(monolaurate)およびモノステアレート(monostearate)、エチレンオキシド/プロピレンオキシドブロック共重合体である不飽和の5単位まで有するC8からC32直鎖または分枝したソルビタン脂肪酸エステル(sorbitan fatty acid ester)のポリオキシアルキレン(polyoxyalkylene)誘導体などの1つまたは複数の非イオン性界面活性剤を含むことができ、または他の非イオンまたは陰イオン界面活性剤を加えることができる。本発明の一実施形態では、界面活性剤の量は、樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも約0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。界面活性剤の量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。本発明の一実施形態では、上記で述べたポリオキシアルキレン含有界面活性剤のHLBは少なくとも8、ある場合には少なくとも10、別の場合には少なくとも12、かつ22まで、ある場合には20まで、別の場合には18までであることができる。ポリオキシアルキレン含有界面活性剤のHLBは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。この非イオン性界面活性剤は発泡樹脂ビード内の微細セル構造の形成を助けることができる。
【0119】
本発明で使用されるワックスは大気圧で、通常20℃およびそれより下で、ある場合には25℃およびそれより下で、別の場合には30℃およびそれより下で固体であり、かつ125℃およびそれより上で、ある場合には150℃およびそれより上で、別の場合には200℃およびそれより上で液体である。本発明で使用されるワックスの物理的特性は、発泡樹脂ビード内の微細セル構造の形成を助けるように選択される。
【0120】
本発明の一実施形態では、このワックスは天然および/または合成ワックスから選択される。そのようなものとして、本発明に使用されるワックスは、上記で定義される液体および固体温度の組み合わせに合致する限り、C10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル(alkenyl)、アリール(aryl)、アルカリル(alkaryl)、またはアラルキル(aralkyl)アルコール、またはC10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルカルボン酸(carboxylic acid)、および/またはそれらの対応するアンモニアおよび金属塩、あるいはC1からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルエステル、またはC10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、かつ別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアルカリル炭化水素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエーテル、およびそれらの組み合わせから選択される1つまたは複数の材料であることができる。
【0121】
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、およびポリエーテルワックスは、上記で定義される液体および固体温度の組み合わせに合致する限り、約1,000から約100,000の分子重量(Mw)を有することができる。
【0122】
本発明の一実施形態では、ワックスの量は発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。ワックスの量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0123】
本発明で使用される樹脂ビードは、上記で示したように懸濁重合化から製造される熱可塑性樹脂粒子の形態の固体粒子であるのが有利である。このポリマーは、水性懸濁液内の微細に分割された粒子のスラリーとして形成される。この粒子は洗浄および乾燥によって回収される。
【0124】
本発明の一実施形態では、結果として得られた樹脂ビードは大きすぎる粒子サイズのどのような樹脂ビードも取り除くために篩い分けすることができる。多くの場合、600μmより大きな、ある場合には500μmより大きな、別の場合には400μmより大きな粒子サイズを有する樹脂ビードは、篩い分けにより取り除かれる。
【0125】
含浸された樹脂ビードは、ポリオレフィン、およびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体および任意選択で他の発泡性ポリマーを含むことができる。
【0126】
本発明の実施形態では、ポリオレフィンの共重合体およびその場重合ビニル芳香族モノマーは、米国特許第3,959,189号、第4,168,353号、第4,303,756号、第4,303,757号、および第6,908,949号に記載されるもののうちの1つまたは複数であり、その関連する部分は参照により本明細書に組み込まれている。本発明に使用することができるそのような共重合体の非限定的な例には、NOVA Chemicals Inc.,Pittsburgh,PAから商品名ARCELの下で入手可能な、かつSekisui Plastics Co,Ltd.,Tokyo,JapanからPIOCELANの下で入手可能なものが含まれる。
【0127】
本発明の実施形態では、含浸された樹脂ビードは、本発明による成型機器内で使用されるに先立ち、部分的に発泡させられる、または「予備発泡される」。したがって、この樹脂ビードは、少なくとも0.008g/cc(0.5lb/ft3)の、ある場合には少なくとも0.02g/cc(1.25lb/ft3)の、別の場合には少なくとも0.024g/cc(1.5lb/ft3)の、ある状況では少なくとも0.028g/cc(1.75lb/ft3)の、ある事例ではには少なくとも0.032g/cc(2lb/ft3)の、別の事例では少なくとも0.048g/cc(3lb/ft3)の、特定の事例では少なくとも0.052g/cc(3.25lb/ft3)または0.056g/cc(3.5lb/ft3)の嵩密度に予備発泡させることができる。非発泡樹脂ビードが使用されるとき、より高い嵩密度のビードを使用することができる。そのようなものとして、この嵩密度は0.64g/cc(40lb/ft3)まで高くすることができる。予備発泡された樹脂ビードの嵩密度は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0128】
ポリマー粒子、樹脂ビードおよび/または予備発泡粒子の嵩密度は、(周囲状態で24時間寝かされた)知られている容積のポリマー粒子、樹脂ビードおよび/または予備発泡粒子の重量を測ることによって求められる。
【0129】
発泡ステップは、蒸気、高温空気、高温水、または輻射熱などの、任意の従来方式の加熱媒体で含浸されたビードを加熱することによって従来どおりに行われる。含浸熱可塑性プラスチック粒子の予備発泡を行うための一般に受け入れられている1つの方法は、米国特許第3,023,175号に教示されており、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれている。
【0130】
本発明の多くの実施形態では、この予備発泡された樹脂ビードは、少なくとも10μmの、ある状況では少なくとも25μmの、ある場合には少なくとも50μmの、別の場合には少なくとも75μmの、ある事例では少なくとも100μmの、別の事例では少なくとも150μmの平均粒子サイズを有する。同様に、この予備発泡された樹脂ビードは、600μmまでの、ある事例では550μmまでの、別の事例では500μmまでの、ある場合には450μmまでの、別の場合には400μmまでの、かつある状況では350μmまでの平均粒子サイズを有することができる。予備発泡された樹脂ビードの最大平均サイズは、本明細書で説明したような鋳型内に発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給を可能にするように2部鋳型の寸法によって制限される。予備発泡された樹脂ビードは、大きすぎるビードを取り除くために篩い分けすることができる。この実施形態で使用される予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0131】
本発明は、上記で説明した方法により使用することができる、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造するための装置を提供する。本発明の装置は、
1つまたは複数の第1のブレースによって取り付けられる第1のレッグおよび第2のレッグ、1つまたは複数の第2のブレースによって第2のレッグに取り付けられる第3のレッグ、1つまたは複数の第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ1つまたは複数の第4のブレースによって第1のレッグに取り付けられる第4のレッグとから構成されるフレームと、
第2のブレースおよび第4のブレースに取り付けられる少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
第1のブレースおよび第3のブレースに取り付けられ、かつ鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入部分にあり、雌部分が移送位置にあるとき雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを含む。
【0132】
雌部分および雄部分は通常、良好な熱伝導材料である金属および/または金属合金から作られる。そのようなものとして、それらは合金またはクラッド層内に、限定ではなく、銅、鉄、銀、アルミニウム、タングステン、マンガン、ニッケル、青銅、クロム、マンガニン、コンスタンタン、ニクロムおよびそれらの組み合わせから選択される材料を含有することができる。さらに、雌部分の内壁を硬質金属または合金で取り囲むことができる層を含むことが望ましい可能性がある。この硬質材料は、雌部分の内壁の表面を損傷することなく清掃できる表面をもたらす。内壁に対する損傷は、成型中に容器の雌部分へのくっつきを生じさせ、望ましくない予定外の機械休止時間に繋がる可能性がある。硬質材料は、限定ではなくステンレス鋼、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、バナジウム、ならびにそれらの組み合わせおよびそれらの合金から選択することができる。
【0133】
本発明の実施形態では、かつ本発明で使用するラベルシートを供給するために、本発明の装置は1つまたは複数のラベルシート格納箱および格納箱からマンドレルにラベルシートを移送するようになされた同じ数の吸引プレートを含む。そのようなものとして、本発明の装置は、
複数のラベルシートを保持するようになされ、フレームに取り付けられかつ装荷位置と供給位置の間を移動するようになされた1つまたは複数の格納箱と、
アームに取り付けられた1つまたは複数の吸引プレートであって、アームはフレームに取り付けられ、吸引プレートが格納箱内の頂部ラベルに極めて接近している取り上げ位置と、マンドレルカーが準備完了位置にあるとき吸引プレートがマンドレルに極めて接近している供給位置の間をアームが移動するようになされた、吸引プレートとを含む。
【0134】
本発明の装置は、吸引プレートアームに取り付けられる位置決めフィンガーも含むことができる。この位置決めフィンガーは、ラベルシートをマンドレルの周りに巻きつけるようになされている。
【0135】
本発明による装置は、2部鋳型の対応する雄部分および雌部分の任意の数と、集合的に「空洞部品」と呼ばれるマンドレルおよびリムーバの対応する数とを含むことができる。いかなる方法でも本発明の範囲を限定する意味ではなく、本発明による装置は装置の所望の処理量に応じて、1つの空洞部品、2つの空洞部品等々、ある場合には24の空洞部品を有することができる。本発明の一実施形態では、装置は1から24の、ある場合には1から12の、別の場合には1から10の、ある状況では2から10の、別の状況では2から8の、ある事例では4から8の空洞部品を有することができる。例示的な目的のための本発明の以下の実施形態は、限定ではなく、6つの空洞部品を有する(図9〜図18)本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための装置を説明する。図9に示すような本発明のこの実施形態では、マンドレルレール209はマンドレルカー211の上方に配置される。マンドレルカー211の安定性を増加させるために、任意選択で1つまたは複数の追加のマンドレルレール208をマンドレルカー211の底部に近接して配置することができる。マンドレルカー211は、マンドレルカー211の第1の側面から延びる6個のマンドレル212とマンドレルカー211の第2の側面から延びる6個のリムーバ214を含む。マンドレルカー211は、マンドレルレール209に沿って移動するようになされた移動ハウジング270と、任意選択で追加のマンドレルレール208に沿って移動するようになされた底部移動ハウジング207とを含む。マンドレルレール208および209に沿った移動は、非限定的な例では空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動、電気モータ駆動または手動である適した移動手段271を使用して行うことができる。移動ハウジング270は、マンドレルレール209および/または追加マンドレルレール208(図示せず)の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー272を有することができる。別法として(かつ図示しないが)、マンドレルレール208および/または209に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。マンドレルカー211の準備完了位置および挿入位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部をマンドレルレール208または209上に配置することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部内の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図9では、マンドレルカー211は準備完了位置で示されている。
【0136】
ラベル格納箱276、吸引プレート278、およびラベル貼りフィンガー280を含む、ラベル貼りアーム274も図9に示されている。ラベル格納箱276は枢動アーム282を介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。枢動アーム282は、(図示の)供給位置から装荷位置に移動することができ、そこで格納箱276はマンドレルカー211および吸引プレート278から離れて回転する。装荷位置では、ラベルシートをラベル格納箱276内に配置することができる。供給位置では、ラベルは吸引プレート278を使用して取り外すことができる。
【0137】
吸引プレート278およびラベル貼りフィンガー280は、支持部284と、吸引プレート278を供給位置にかつラベル貼りフィンガー280を(図示の)休止位置に同時に置いて回転する、あるいは吸引プレート278が取り上げ位置にあり、ラベル貼りフィンガー280がマンドレル直上の巻き付け位置にあるように吸引プレート278をマンドレルカー211から離して回転するようになされた回転バー286とを介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。取り上げ位置では吸引プレート278は頂部ラベルシートをラベルシートスタック279から取り外すことができる。
【0138】
図10に示す本発明の一実施形態では、回転格納箱ハウジング200をラベルを本明細書で説明する機械およびプロセスに供給するために使用することができる。回転格納箱ハウジング200は、上側支持アーム201、下側支持アーム202、回転手段203、回転軸204、第1のラベル格納箱205および第2のラベル格納箱206を含む。
【0139】
回転格納箱ハウジング200は、ラベル貼りアーム274と上側支持アーム201、下側支持アーム202内に事前配置された穴に固定される機械ねじを介してラベル貼りアーム274に取り付けることができる。動作中、ラベルは本明細書で説明したように吸引プレート278によって第1のラベル格納箱205から取り外される。第1のラベル格納箱205内のラベルが供給位置にあり、使い切られる一方で、新しい一群のラベルが第2のラベル格納箱206上に装荷される。第1のラベル格納箱205上の少なくとも1つのラベルスタックが、完全にまたは規定されるラベルの数までのいずれか間で使い切られるとき、回転手段203が第2のラベル格納箱206を供給位置内に、第1のラベル格納箱205を装荷位置内に回転軸204の周りを回転させる。
【0140】
本発明の一実施形態では、回転手段203は、非限定的な例として、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動、電気モータであることができ、あるいは適したハンドルを使用して手動で行うことができる。格納箱205および206の装荷位置および供給位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部を回転軸204に、または回転手段203に配置することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部内の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。
【0141】
本発明の別の実施形態では、ラベルのスタックが低くなり過ぎたときを判定するために、いずれかの格納箱205,206または276上にセンサを配置することができる。このセンサは、信号(非限定的な例として、閃光灯または可聴警報)を起動するか、かつ/または回転手段203に格納箱205および206を回転軸204周りに回転させるように信号を送るかのいずれかに設定することができる。
【0142】
図11を参照すると、本発明の実施形態では、ラベル貼りフィンガー280がラベルをマンドレル212上に位置決めするために使用される。ラベル貼りフィンガー280は、左ラベル貼りフィンガー230の外側表面232に沿って取り付けられる複数の左ラベル配置案内部231を含む左ラベル貼りフィンガー230を含む。ラベル貼りフィンガー280は、右ラベル貼りフィンガー233の外側表面235に沿って取り付けられる複数の右ラベル配置案内部234を含む右ラベル貼りフィンガー233も含む。以下でより詳細に説明するラベル配置中、ラベル貼りフィンガー230および233は、マンドレル212の外側縁部の周りを旋回する。配置中にラベル貼りフィンガー230および233のラベルと接触する唯一の部分は、マンドレル212上の所望のラベル配置を確実にするためにマンドレル212の形体(features)と位置合わせされる、ラベル配置案内部231および234のみである。
【0143】
図12A〜図12Dに示すように、吸引プレート278がラベルシート210をマンドレル212上に配置した後、ラベル貼りフィンガー280がマンドレル212上に位置決めされる(巻き付け位置)。ラベル貼りフィンガー280は、ラベル貼りアーム274から延びる回転機構288に取り付けられる回転アーム290および291を介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。適当なモータまたは他の機構を介して回転アーム290および291は、マンドレル212上で開始し(図12A)、マンドレル212の上面を横切って(図12B)、かつマンドレル212の輪郭に沿って、それらがマンドレル212の下面に到達するまで(図12C)、ラベル貼りフィンガー280をラベルシート210に沿って反対方向に移動させる。次いでラベル貼りアーム290および291は、ラベル貼りフィンガー280を開始位置(図12D)に戻し、マンドレル212は、上記で説明したように真空を介してそれに取り付けられるラベルシート210を有する。
【0144】
図13は、(装置290をより完全に示すためにこの図では部分的に切り欠かれている)第1のレッグ293と、頂部第1のブレース291および底部第1のブレース292によって取り付けられる第2のレッグ294、(隠されている)頂部および底部第2のブレースによって第2のレッグ294に取り付けられる(この図では隠されている)第3のレッグ、(隠されている)頂部および底部第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ頂部第4のブレース296および底部第4のブレース297によって第1のレッグ293に取り付けられる第4のレッグ295から構成されるフレームを含む装置290を示す。装置290内のセンサ、アクチュエータ、駆動部、サーボ、レゾルバ、リレー、モータ、およびフィードバックループとインターフェイスする、マイクロプロセッサかつ/または制御コンピュータを監視し、かつそれらにプログラムするために、制御パネル298を使用することができる。
【0145】
マンドレルレール209は、頂部第1のブレース291および頂部第3のブレースに取り付けられ、底部第2のブレースおよび第4の底部ブレース297に取り付けられる鋳型空洞レール304に直角に向いている。ラベル貼りアーム274は頂部第4のブレース296および底部上ブレース297に取り付けられる。
【0146】
装置290は、本発明によるラベルの貼られた容器を製造するようになされ、準備完了位置にあるマンドレルカー211を有して図13に示されている。マンドレルカー211は、上記で説明したように移動ハウジング270を介してマンドレルレール209に取り付けられる。上記で説明したようにマンドレル212は、上記で説明したようにラベルが取り付けられて示されている。
【0147】
上記で説明したように、2部鋳型314の6つの雌部分306を含む雌鋳型空洞カー300が、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた雌移動ハウジング305上に置かれている。鋳型空洞レール304に沿った雌鋳型空洞カー300の移動は、電気モータ、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動を使用して、または手動によって行うことができる。雌移動ハウジング305は、鋳型空洞レール304の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー302を含むことができる。別法として(かつ図示しないが)、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。雌鋳型空洞カー300の成型位置および取り外し位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部を鋳型空洞レール304上に配置することができる。一時的なまたは脱着式の停止部を移送位置に対して使用することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図13では、雌鋳型空洞カー300は成型位置で示されている。
【0148】
本発明の一実施形態では、雌鋳型空洞カーの移送位置および成型位置は、同じ位置であることができる。
【0149】
図14を参照すると、雌鋳型空洞カー300の非成型側上で、本明細書で説明する成型プロセスで使用するための発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、ビードホッパー330に供給され、そこから発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、ビードライン331を介して2部鋳型314の6つの雌部分306に供給される。ビードを2部鋳型314内に引き込むのを助けるために真空を鋳型314から加えることができ、かつ/または樹脂ビードの2部鋳型314内への流れを助力するために圧力をビードホッパー330から加えることができる。非限定的な例として、ビードライン331は、漏斗形状のポート180に接続することができる(図8参照)。
【0150】
再び図14を参照すると、蒸気および水が蒸気入口332および水入口333を介して2部鋳型314の雌部分306に供給され、蒸気出口334および水出口335を介して取り除かれる。現行の成型プロセス中に雌部分306内に蒸気または水が必要とされるとき、蒸気入口332および/または水入口333が開かれ、蒸気および/または水は雌入口マニホールド336に移動し、非限定的な例として、図8に示すように雌部分154内のポート175に接続することができる雌入口ライン337を介して2部鋳型314の雌部分306の各々に引き続き分配される。蒸気および/または水は、非限定的な例として、図8に示すように雌部分154内の環状マニホールド177に接続することができる雌出口ライン338を介して2部鋳型314の雌部分306から取り除かれる。蒸気および/または水は、雌出口ライン338に沿って雌出口マニホールド339まで移動し、そこで外に出る蒸気および/または水は蒸気出口334または水出口335を介して取り除かれる。
【0151】
雌部分内に挿入される、2部鋳型314の6つの雄部分320を含む雄鋳型空洞カー310が、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた雄移動ハウジング316上に置かれている。鋳型空洞レール304に沿った雄鋳型空洞カー310の移動は、電気モータ、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動を使用して、または手動によって行うことができる。雄移動ハウジング316は、鋳型空洞レール304の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー312を含むことができる。別法として(かつ図示しないが)、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。雄鋳型空洞カー310の成型位置および延長位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、恒久的な機械的停止部を鋳型空洞レール304上に配置することができる。一時的なまたは脱着式の停止部を解放位置に対して使用することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図13では、雄鋳型空洞カー300は成型位置で示されている。
【0152】
図15を参照すると、蒸気および水が蒸気入口342および水入口343を介して2部鋳型314の雄部分320に供給され、蒸気出口344および水出口345を介して取り除かれる。現行の成型プロセス中に雄部分320内に蒸気または水が必要とされるとき、蒸気入口342および/または水入口343が開かれ、蒸気および/または水は雄入口マニホールド346に移動し、非限定的な例として、図8に示すように雄部分152内のパイプ155に接続することができる雄入口ライン347を介して2部鋳型314の雄部分320の各々に引き続き分配される。雄部分320を出る蒸気および/または水は、非限定的な例として、図8に示すように雄部分152内の環状出口156に接続することができる雄出口ライン348を介して2部鋳型314の雄部分320から取り除かれる。蒸気および/または水は、雄出口ライン348に沿って雄出口マニホールド349まで移動し、そこで外に出る蒸気および/または水は蒸気出口344または水出口345を介して取り除かれる。
【0153】
マンドレルカー211、雌鋳型空洞カー300および雄鋳型空洞カー310が図13に示す位置にある間に、ラベルの貼られた容器が上記で説明したように成型され、ラベルシート210が上記で説明したようにマンドレル212に付着させられる。成型サイクル中、適切な固定機構を2部鋳型314が正しく閉じているのを確実にするために係合させることができる。このステップは、同じ時間にかつほぼ同じ長さの時間実施することができる。したがって、樹脂ビードを鋳型空洞内に供給するステップ、予備加熱ステップ、加熱処理ステップ、および冷却ステップを含む成型作業は、少なくとも10秒内に、ある場合には少なくとも12秒内に、別の場合には少なくとも15秒内に完了させることができ、かつ完了するのに120秒まで、ある場合には100秒まで、別の場合には90秒までかかる可能性がある。この成型作業は、上記で示された時間枠内で完了させることができ、あるいは上記で示された任意の時間枠の間を変化する時間枠内で完了させることができる。上記で説明したようにラベルシートを抽出するステップ、ラベルシートをマンドレル上に配置するステップ、およびラベルシートをラベル貼りフィンガーを使用してマンドレルの周りに巻き付けるステップを含むラベル貼り作業ステップは、少なくとも20秒内に、ある場合には少なくとも30秒内に、別の場合には少なくとも40秒内に完了させることができ、かつ完了するのに120秒まで、ある場合には100秒まで、別の場合には90秒までかかる可能性がある。
【0154】
図16は、雌鋳型空洞カー300が取り外し位置にあり、雄鋳型空洞カー310が解放位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は雄部分320に取り付けられている。マンドレルカー211は、マンドレル312に取り付けられたラベルシートを有して挿入位置にある。この位置にある間に、(この図では隠されている)リムーバがラベルの貼られた容器324を雄部分320からリムーバに引くために真空を加える。マンドレルカーおよび雄鋳型空洞カーが所定の位置にあるとき、このラベルの貼られた容器は雄部分からリムーバに1から10秒内に、ある場合には2から8秒内に、別の場合には3から6秒内に移送することができる。
【0155】
図17は、雌鋳型空洞カー300が移送位置にあり、雄鋳型空洞カー310が延長位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は(この図では隠されている)リムーバに取り付けられている。マンドレルカー211は挿入位置にある。1つまたは複数のセンサを、前に成型された容器が雌部分314から取り外されているのをマンドレルカー211を挿入位置内に移動させる前にチェックするために雄鋳型空洞カー310上に配置することができる。前の容器が取り外されていない場合は、センサは装置290を停止させ、作業者に警告するのに適した信号(非限定的な例として、閃光灯または可聴警報)を起動するか、かつ/または故障の装置を制御することができる。この位置シナリオでは、ラベルシートは上記で説明したように雌部分314内に配置される。マンドレルが雌部分内に挿入されているとき、ラベルシートをマンドレルから雌部分の内壁に移送することができる。ラベルシートの移送は、1から10秒内に、ある場合には2から8秒内に、別の場合には3から6秒内に成し遂げることができる。
【0156】
図18は、雌鋳型空洞カー300が取り外し位置にあり、雄鋳型空洞カー310が延長位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は(この図では隠されている)リムーバに取り付けられている。マンドレルカー211は挿入位置にある。この位置シナリオでは、ラベルシートは雌部分306内に配置されており、雌鋳型空洞カー300は、最早雌部分306と接触しておらずラベルシートの存在しないマンドレル212から離れて戻っている。
【0157】
図18に示す位置から、このカーは図13に示す位置に移動して戻る。マンドレルカー211が準備完了位置に復帰した後、リムーバへの真空は中断され、ラベルの貼られた容器324をさらに処理し梱包するために、リムーバから離して落とすために、またはそうではなくリムーバから取り外すために圧縮空気を任意選択で加えることができる。引き続いて、成型サイクルを2部鋳型318内で行うことができ、ラベルを上記で説明したようにマンドレル212上に配置することができる。したがって、本発明の装置は、本発明によるラベルの貼られた容器を連続的に製造する。
【0158】
任意の適切な空圧駆動、サーボ駆動、またはアクチュエータを本発明で使用することができる。適切な空圧駆動には、限定ではなく単動式、ばね復帰単動式、複動式空圧シリンダが含まれる。本発明に使用することができる適切なサーボ駆動には、限定ではなく関連するモータ、増幅器、電力供給部、フィードバックユニット、およびブレーキを含むことができる、Bosch Rexroth Corp.,Hoffman Estates,IL、およびGE Fanuc Automation,Inc.,Charlottesville,VA.から入手可能なものが限定ではなく含まれる。本発明に使用することができる適切な空圧駆動部またはサーボ駆動されるアクチュエータには、Norgren Inc.,Littleton,CO;Universal Fluid Power Pty Ltd.,Moorooka,Queensland,Australia;SP Air Limited,Manchester,United Kingdom、Bosch RexRoth Corp.,Bethlehem,PA,Siemens AG,Munich,Germany、SMC Corp.,Indianapolis,IN,およびFesto USA,Hauppauge,N.Y.から入手可能なものが含まれる。
【0159】
本発明による装置は、本発明のラベルの貼られた容器を製造する方法に使用することができる。この方法は、
吸引穴を通り加えられる真空を使用してラベルシートを保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、かつ任意選択でマンドレルの吸気穴から圧縮空気の「一吹き」加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放することによって、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む。
この方法の一実施形態では、ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップは、
レールに平行な関係で積み重ねられたラベルシートを収容する格納箱からラベルシートを抽出するステップであって、格納箱はフレームに取り付けられ、装荷位置と供給位置の間を回転するようになされ、ラベルは、フレームに取り付けられかつ取り上げ位置と付着位置の間を移動可能なアームに取り付けられた、吸引プレートによって格納箱から抽出され、この吸引プレートは格納箱内の頂部ラベルの表面に接触するようになされ、かつ真空を加えることを介して頂部ラベルを抽出しかつ保持するようになされている、ラベルシートを抽出するステップと、
吸引プレートに保持されるラベルを有する吸引プレートを取り上げ位置から付着位置に移動させるステップと、
ラベルシートを準備完了位置にあるマンドレルの直接上に位置決めするステップであって、準備完了位置にあるマンドレルは吸引プレートの付着位置と位置合わせされ、挿入位置にあるマンドレルは雌部分に水平方向に対向する位置に位置合わせされる、位置決めするステップと、
上記で説明したように、マンドレルを通り真空を加え、かつ吸引プレートに加えられる真空を中断することによって、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送するステップと、
マンドレルカーおよびマンドレルに取り付けられたラベルシートを有するマンドレルを、準備完了位置から挿入位置に移動させるステップであって、雌部分が取り外し位置にある、移動させるステップと、
雌部分を取り外し位置から移送位置に移動させ、ラベルシートを雌部分の内壁に隣接して所定の位置に位置決めするステップと、
マンドレルへの真空を中断するステップと、
ラベルシートと雌部分の内壁表面の間に静電誘引力を与えるために、静電ピンに十分な電圧を発生させることによってラベルシートに静電荷を加えるステップと、
マンドレルから雌部分の内壁表面へのラベルの移動をもたらすように、任意選択でマンドレルから圧縮空気の「一吹き」を加えるステップと、
雌部分を移送位置から取り外し位置に移動させるステップと、
マンドレルを挿入位置から準備完了位置に移動させるステップとによって行うことができる。
【0160】
本発明の別の実施形態では、ラベル材料は上記で説明したような表面静電荷を維持する能力がある。この実施形態の具体的な態様では、ラベル材料の表面固有抵抗は1010Ω/sqより大きい。
【0161】
本方法の別の実施形態は、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送した後、吸引プレートアームに取り付けられた位置決めフィンガーを使用して、ラベルシートをマンドレルの周りに巻き付けるステップを含む。
【0162】
本方法の具体的な実施形態では、マンドレルは上記で説明したように雌部分内に位置決めされるとき自由に動く。
【0163】
本発明の多くの実施形態では、
雌部分を取り外し位置から成型位置に移動させるステップと、
雄部分を延長位置から成型位置に移動させるステップとによって、雄部分は鋳型空洞を形成するように2部鋳型の雌部分内に水平方向に位置決めされる。
【0164】
本発明の方法では、2部鋳型の雌部分および雄部分は、雌部分が取り外し位置にあるとき雄部分および雌部分は間隔があいており互いに接触しないように、かつ雄部分が解放位置または延長位置にあるとき雄部分は間隔があいており雌部分と接触しないようになされている。
【0165】
本発明の一実施形態では、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、雌部分内の1つまたは複数の供給通路を介して鋳型空洞に加えられ、樹脂ビードの発泡および溶融中、鋳型空洞から供給通路を閉じかつシールするようになされた弁が供給通路の端部に配置される。
【0166】
本発明の別の実施形態では、鋳型空洞に加えられる熱は雄部分および雌部分で独立に制御することができる。したがって、熱を加えるステップは、雄部分に熱サイクルを適用するステップから独立した、雌部分に熱サイクルを適用するステップを含むことができる。
【0167】
この実施形態のいくつかの態様では、この方法は、雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞を蒸気で流すことによって鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0168】
この実施形態の別の態様では、この方法は雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0169】
この実施形態のさらに別の態様では、この方法は、雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、かつ雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0170】
本発明の実施形態では、
雌部分から鋳型空洞内に圧縮空気を加えるステップ、および/またはラベルの貼られた容器を雄部分と共に移動させるのに十分な真空を雄部分から加えるステップと、
雌部分を成型位置から取り外し位置に移動させるステップと、
雄部分を成型位置から解放位置に移動させるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置から挿入位置に移動させるステップと、
ラベルの貼られた容器を雄部分から解放し、カップリムーバと接触したまま、かつカップリムーバと共に移動させるのに十分な真空を、ラベルの貼られた容器の底部に直接対向する向きにあるカップリムーバに加えるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置に移動させるステップと、
カップを解放し、カップがカップリムーバから離れて落ちるようにカップリムーバへの真空を取り除くステップとによって、ラベルの貼られた容器は冷却後鋳型空洞から取り外すことができる。
【0171】
本発明の方法では、ラベルシートを付着させるステップからラベルの貼られた容器を取り外すステップまでのステップを完了させるために必要な時間は、60秒より短く、ある場合には45秒より短く、別の場合には30秒より短く終わらせることができる。
【0172】
上記で説明した装置および方法は、
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された、上記で説明したような発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される、静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを含む、ラベルの貼られた発泡性樹脂容器を提供する。
【0173】
上記で示されるように、本発明の容器は、成型プロセス中に発泡プラスチック材料に、かつ容器の外壁と共に積層されるラベルシートを有する。本発明の容器の重要な特徴は、ラベルの貼られた外壁が平滑な円周表面を示すことである。
【0174】
このラベルは、第1の表面および第2の表面を有する上記で説明したような電気的絶縁基板、第1の表面の少なくとも一部分上に配設される上記で説明したような熱感受性接着剤、および任意選択でラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを含む。
【0175】
図19および図20に示すように、本発明による容器400は、平面では円形の形状であり、底部402と底部402から上向きかつ外向きに容器400の頂部のところの口406まで延びる側壁404を含み、そこで側壁404は、容器400の口406の周りで側壁404から半径方向外向きに突起する環状リム408に終端する。多数のそのような容器は入れ子関係で積み重ねることができ、かつそのように積み重ねられるとき、容器をスタックから分離するのを困難にする互いに楔止めになるのを防止することができる。ラベル410は、第1の端部412および第2の端部414を含み、それらは側壁404に沿って合致するところの第2の端部414の縁部416によって示される継ぎ目を形成するように重なることができる。上記で示すように、ラベル410は、特に継ぎ目416のところで平滑な円周表面を示すことに留意されたい。
本発明の一実施形態では、第1の端部412が上記で説明した継ぎ目を作り出すように第2の端部414に重なる。この実施形態では、熱感受性接着剤が第1の端部412の重なる部分の上表面の少なくとも一部分に接触するように、第2の端部414の重なる部分のみの底表面の少なくとも一部分にのみ塗布される。
【0176】
本発明の一実施形態では、このラベルの貼られた発泡または気泡プラスチック容器400は、発泡性ポリスチレン材料から成型することができる。
【0177】
本発明の別の実施形態では、このラベルの貼られた発泡または気泡プラスチック容器400は、高密度気泡プラスチック材料の薄壁製造物である。
【0178】
本明細書で使用されるとき、術語「薄壁」は、少なくとも0.5mmの、ある場合には少なくとも0.75mmの、別の場合には少なくとも1mmの側壁厚さを有し、かつ5mmまで、ある場合には4mmまで、別の場合には3mmまでであり得る容器を指す。この側壁厚さはしばしば容器高さにより変わり、それに応じて容器に十分な強度をもたらすように調整される。容器の側壁の厚さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0179】
本発明によるラベルの貼られた容器は、例えば熱い、冷たいまたは他の飲料を貯蔵し、計量分配し、かつ/または飲むのに使用されるカップ、スープ、ヌードル、インスタントヌードル、野菜、肉、および油性食料品、非限定的な例としてフライドチキン、フレンチフライドポテト、油で揚げた水産物等を含む油で揚げた食物、ペットフードおよびスナック、ポテトチップス、プレツェル、等などの食品を貯蔵または計量分配するためのボール、および食料品および他の材料を貯蔵および計量分配するための他の容器または器であることができる。
【0180】
図19および図20で平面で円形形状であるとして例示されているけれども、本発明の容器は、本明細書で説明したように形状が成型するのに適用可能である限り、平面で任意の適切な形状を有することができる。そのようなものとして、本発明の容器は、平面で円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、十角形、台形、または平行四辺形のような形状を有することができる。
【0181】
本発明の別の実施形態では、本発明の容器は鋳型内ラベルの貼られた平滑な円周ラベル表面なしで同様に製造される容器と比較するとき、改善されたリム強度を有する。
【0182】
本明細書で使用されるとき、「リム強度」は、Chatillon model DFGHS デジタル力ゲージ(AMETEK US Gauge Division,CHATILLON Brand Products,Largo,Florida)を使用して求められる。このデジタル力ゲージは、力ゲージがリム下の1インチ(25.4mm)の距離のところで容器の1つの側面を設定距離1/4インチ(6.35mm)間一定速度で押すように設定される。この移動はサーボモータで制御される。6.35mm(1/4インチ)に達したとき、サーボは停止しピーク力値が記録される。報告される測定値は5個のランダムに選択された容器に対して求められた値の平均である。
【0183】
非限定的な例として、本発明のカップは、基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、ラベルを含まない容器のリム強度より少なくとも50%大きい、ある場合には少なくとも75%大きい、別の場合には少なくとも90%大きいリム強度を有することができる。
【0184】
さらに、鋳型内ラベルの貼られた平滑な円周ラベル表面を有する本発明の容器は、容器の側壁の周りに「ラベルを巻き付ける」ことによって成型後ラベル貼りされて同様に製造される容器と比較するとき、改善されたリム強度を有する。非限定的な例として、基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、本発明のカップは、成型後ラベル貼りされる容器のリム強度より少なくとも5%大きい、ある場合には少なくとも10%大きい、別の場合には少なくとも15%大きいリム強度を有することができる。
【0185】
本発明の別の実施形態では、本発明の容器のリム強度は、少なくとも0.3KG、ある場合には少なくとも0.4KG、別の場合には少なくとも0.5KGである。
【0186】
本発明のラベルの貼られた容器のリムは、この分野で容易に知られているような蓋を受け入れるようになされることができる。さらに、このラベルの貼られた容器は、この分野で知られているように、特に蓋がうっかりラベルの貼られた容器から取り外されるのを防止するためにシュリンク包装することができる。
【0187】
したがって本発明の容器は、蓋を受け入れるようになされたリムを含むことができ、かつリムに固定される蓋を含むことができる。蓋付きの容器にシュリンク包装が適用されるとき、保証されたかつ/またはシールされた貯蔵器、カップ、またはボールが提供される。
【0188】
本発明は、以下の実施例を参照することによってさらに説明されるであろう。以下の実施例は単に本発明の例示であり、限定するためのものではない。そうではないと指示されない限り全てのパーセントは重量により、そうではないと特定されない限りポルトランドセメント(登録商標)が使用される。
【実施例1】
【0189】
約400μmの平均粒子サイズを有するポリスチレン樹脂ビード(NOVA Chemicals Inc.,Pittsburgh,PAから入手可能なDYLITE(登録商標)T Beads)が6.25lb/ft3(0.1g/cc)の嵩密度まで予備発泡された。図9〜図18に記載される機械を使用して12オンス(325g)のカップが製造された。サンプル1用のカップが本明細書で説明された鋳型内ラベル貼り技術を使用してラベルが貼られた。サンプル2用の325g(12オンス)の気泡カップ、または「基礎カップ」が鋳型内ラベル貼りなしで図9〜図18に記載される機械を使用して成型され、ラベルはカップ上に巻き付けられ、接着剤としてAvery Permanent Glue Stic(Avery(登録商標) Dennison Corp.,Pasadena,California)を使用して固定された。サンプル3用の12オンス(325g)の発泡カップ、または「基礎カップ」が、図9〜図18に記載される機械を使用して成型され、ラベルが貼られなかった。全てのカップは、1.8mmの壁厚さを有していた。
【0190】
各サンプルからの5個のカップのリム強度が、Chatillon model DFGHS デジタル力ゲージ(AMETEK US Gauge Division,CHATILLON Brand Products,Largo,Florida)を使用して測定された。このデジタル力ゲージは、力ゲージがリム下の1インチ(25.4mm)の距離のところでカップの1つの側面を、設定距離1/4インチ(6.35mm)間一定速度で押すように設定される。この移動はサーボモータで制御される。1/4インチ(6.35mm)に達したときサーボは停止し、ピーク力値が記録される。結果は以下に示されている。
【表1】
【0191】
このデータは、本発明による鋳型内ラベル貼り成型機械および方法を使用して作られる容器の改善されたリム強度を実証している。本発明の容器のリム強度は、ラベルが貼られていない容器に対して測定されたものより96%大きいとして測定され、本発明の容器のリム強度は、成型後ラベルの貼られた、または「巻き付けラベル貼りされた」容器に対して測定されたものより20%大きいとして測定された。
【0192】
本発明は、その特定の実施形態の具体的な詳細を参照して説明されてきた。そのような詳細は、それらが添付の特許請求の範囲に含まれる限りかつその範囲までを除き、本発明の範囲を限定するものとして見なされるためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【0193】
【図1A】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1B】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1C】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1D】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1E】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1F】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図2】本発明によるリムーバを有するマンドレルを示す軸方向断面図である。
【図3】本発明によるマンドレルの斜視図である。
【図4】本発明によるマンドレルの上側面立面図である。
【図5】本発明によるマンドレルの底側面立面図である。
【図6】本発明によるマンドレルの横断面図である。
【図7】本発明による2部鋳型の組み立てられた雄および雌部分を示す軸方向断面図である。
【図8】本発明による2部鋳型の組み立てられた雄および雌部分を示す軸方向部分断面図である。
【図9】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の一部分である、マンドレルカーおよびラベル貼りアームの斜視図である。
【図10】本発明による回転可能なラベル格納箱ハウジングの斜視図である。
【図11】本発明で使用することができるラベルフィンガーおよびマンドレルの斜視図である。
【図12A】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12B】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12C】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12D】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図13】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図14】本発明で使用することができる雌鋳型空洞カーの後面斜視図である。
【図15】本発明で使用することができる雄鋳型空洞カーの後面斜視図である。
【図16】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図17】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図18】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図19】本発明による容器の立面図である。
【図20】本発明による容器の底部平面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、使い捨て容器、その使い捨て容器を製造する方法およびその方法にかつ/または使い捨て容器を製造するために使用できる機械および装置に関する。より詳しくは、本発明は容器の側壁の外側表面の周りに配設されるラベルシートを有する発泡性熱可塑性樹脂ビーズから作られる容器に関する。この容器は飲料などの温かいもしくは冷たい液体、または、インスタントヌードル、スープ、フライドチキン等などの食べ物を保持するために使用することができる。
【背景技術】
【0002】
発泡性熱可塑性粒子から、例えばカップ、ボール等の容器などの成型物品を製造することはよく知られている。最も一般的に使用される熱可塑性粒子は、EPSとして知られる発泡性ポリスチレン粒子である。通常ポリスチレンビードは、加熱されるときポリスチレンの軟化点より下で沸騰し、含浸されたビードを発泡させる発泡剤で含浸される。
【0003】
含浸されたポリスチレンビードからの成型物品の形成は、一般に2つのステップで行われる。第1に、含浸されたポリスチレンビードは立方フィート当り約0.5から12ポンドまたはリットル当り5から150グラムの密度に予備発泡される。第2に、この予備発泡されたビードは、鋳型の形状を有する溶融した物品を形成するように予備発泡されたビードをさらに発泡させるために閉じられた鋳型内で加熱される。
【0004】
気泡容器を作るために使用されるこの発泡性ポリスチレン粒子は一般に、比較的正確なビードサイズに篩い分けすることができるビードに結果としてなる水性懸濁重合プロセス(aqueous suspension polymerization process)によって準備される。通常は、ビード直径は約0.2から約0.5mm(約0.008から0.02インチ)の範囲内である。時折、カップは0.03インチ(0.762mm)と同じ程度に高いビード直径を有する粒子から作られる。
【0005】
十分な断熱および構造特性をもたらす薄い壁を有し、かつ容器の外側表面上に高品質の印刷されたグラフィックを含む容器を提供することが望ましい。
【0006】
容器の外側表面上に印刷されたグラフィックを得る1つの方法は、容器を成型し、次いでその容器の外側表面上に印刷することによる。しかしながら、この手法は通常より低い印刷品質に結果としてなり、所望の商業的な印象を伝達しない。
【0007】
使用されてきた別の方法は、成型後容器の外側表面に貼り付けられるラベルを事前印刷することである。一例として、米国特許出願公開第2006/005917号は、ラベルをプラスチックカップに熱的に結合させるために加熱される2次鋳型を使用することを含む、ラベルの貼られたEPSカップなどのラベルの貼られたプラスチック発泡容器を製造するための方法および装置を開示する。これらの方法を使用して高品質のグラフィックを容器に貼り付けることはできるけれども、伴って生ずる多くの機械的ステップに起因するラベル貼りの一貫性が問題である。同様に、ラベルの端部が合うところに形成される継ぎ目はしばしばラベルシートの両端間に隙間を残し、そこでは容器の表面を見ることができ、ラベルは容器のリムまたは底部に垂直に重なって不完全に位置合わせされる場合があり、かつ/またはラベル端部が、審美的に見栄えが悪く、非効率なカップ積み重ね、ならびにラベルが容器表面から引き剥がされる可能性のある場所をもたらすことに繋がる可能性がある、持ち上がった継ぎ目を形成するように重なる。
【0008】
上記で説明した問題点を解決するための試みが鋳型内ラベル貼り技術によって試みられてきている。一例として、国際特許公開第WO01/85420号は、成型サイクル中に容器の外壁に固定されるラベル材料を有する発泡プラスチック容器を成型するための方法および装置を開示する。この方法では、成型される容器に固定すべきラベルは、平面ラベルのスタックから真空取り上げヘッドを有するプランジャによってダミーの雄コアに移送され、そのダミーコアの周りに巻きつけられる。このダミーコアは、ラベル取り上げステーションと発泡プラスチック材料を成型するための成型工具を有する垂直に向いている成型ステーションの間を往復動する運搬台に搭載されている。このダミーコアが雌鋳型部分に入るとき、コアによって運搬されるラベルはこの雌鋳型部分の壁上に移送され、壁上で保持される。この方法に伴う特有の問題点は、多くの機械的なステップと垂直な向きが機械部品およびラベルの移動を引き起こすので、首尾一貫しないラベル配置と成型一貫性を含む。これらの問題点は、大量の不良、すなわち不正確に成型されかつ/またはラベルを貼られ、使用することができない容器に結果としてなる。
【0009】
さらにいくつかの事例では、不正確なラベル配置は漏れる容器に結果としてなる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
商業的規模で低い不良を伴って製造でき、かつ上記で説明した問題点を克服できる平滑な表面の着実にラベルの貼られる容器を製造するための方法および装置に対する分野に対処することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造するための装置に関する。この装置は、
少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雌カーが移送位置にあるとき、雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある、1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを含む。
【0012】
本発明は、上記で説明した装置に使用できるマンドレルも提供し、このマンドレルは、
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
第1の底部から第2の底部までマンドレル表面に沿って凹部内に配置される複数の荷電ピンと
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面は、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を含む。
【0013】
本発明は、上記で説明した装置を使用してラベルの貼られた発泡樹脂容器を成型する方法をさらに提供し、この方法は、
ラベルシートを吸引穴を通り加えられる真空を使用して保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放して、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を、1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む。
【0014】
本発明は、ラベルの貼られた発泡樹脂容器をさらに提供し、この容器は、
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
動作例またはそうではないと指示されている場合以外では、明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件等を示す全ての数字または表現は、すべての場合に用語「約」によって修飾されるとして理解されるべきである。したがって、そうではないと指示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値的パラメータは、本発明が得たいと望む所望の特性に応じて変更することができる近似値である。最低限でも、かつ特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値的パラメータは報告される数値の有効桁に照らして、かつ通常の丸め手法によって少なくとも解釈すべきである。
【0016】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは近似値であるにも関わらず、個々の実施例に記載される数値はできるだけ正確に報告される。しかしながら、どのような数値もそれぞれそれらの試験測定値に存在する標準偏差から結果として必然的に生じるいくらかの誤差を生来的に含んでいる。
【0017】
同様に、本明細書で列挙されるどのような数値範囲も、その中に包含される全ての部分的範囲を含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、「1から10」の範囲は、挙げられた最小値の1および挙げられた最大値の10を含む、すなわち、1と等しいまたは1より大きな最小値と10と等しいまたは10より小さな最大値を有する、その間の全ての部分的範囲を含むことが意図されている。開示される数値範囲は連続であるので、それらは最小値と最大値の間の全ての値を含む。そうでないと明白に指示されない限り、この明細書で特定される様々な数値範囲は、近似値である。
【0018】
本発明のより完全な理解を形成するために、以下の説明は、全体を通して同様な参照記号が同様な部品を特定する、添付の図面の図を参照して行われるべきである。
【0019】
以下での説明の目的で、術語「上側の」、「下側の」、「右」、「左」、「垂直の」、「水平の」、「頂部」、「底部」、およびそれらの派生語は、それが図面の図内で向いているとして本発明に関連付けるべきである。しかしながら、それとは反対であると明白に特定されている場合を除き、本発明は様々な代替の変形体およびステップ順序をとることができることを理解すべきである。添付の図面に示される、かつ以下の明細書に説明される特定の装置およびプロセスは、単に本発明の例示的な実施形態であることも理解すべきである。故に、本明細書で開示される実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的な特性は、限定するものであると見なされるべきではない。
【0020】
本明細書で使用されるとき、術語「部分的円錐形状」は、第2の平らな底部から第1の平らな底部までテーパのついている表面を有する、第2の平らな底部より小さな第1の平らな底部を有する形状を指す。
【0021】
本明細書で使用されるとき、術語「マンドレル」は、2部鋳型の雄部分に似た形状を有し、部分的に円錐形状であることができ、2部鋳型の雌部分に移送するためにラベルを固定することができる装置を指す。
【0022】
本明細書で使用されるとき、術語「非伝導材料」は、伝導により容易に電気を伝達しない材料を指す。
【0023】
本明細書で使用されるとき、術語「変形しない(not deformable)」は、周囲状態または加工条件で合理的な応力がそれに加えられるとき、その形状を変化させない材料または物品を意味する。
【0024】
本明細書で使用されるとき、術語「吸湿性でない」は、本明細書で説明される機器の周囲状態でまたは動作条件下で、材料が湿分を容易に吸収、吸着、またはそうではなく収集または蓄積しない、材料の特性を指す。
【0025】
本明細書で使用されるとき、術語「表面固有抵抗」は、電流に対する抵抗が材料の同じ表面上の電極によって測定される通常オーム/sqとして報告される、非限定的な例としてASTM D257によって求めることができる材料の表面上の電流の流れに対する抵抗を指す。表面固有抵抗は、単位幅当りの表面電流に対する単位長さ当りの直流電圧低下の比を言う。表面固有抵抗を測定するための適切な計器には、限定ではなくSIMCO Japan,Inc.,Kobe,Japanから入手可能なModel ST−3 Work Surface TesterおよびのCharles Water Co.Canton,MAから入手可能なModel 19670 Surface Resistivity Meterが含まれる。
【0026】
本明細書で使用されるとき、術語「レール」は、カーを1つの位置から別の位置に移動させるために、それに沿って車輪、カラー、スリーブ、または他の装置が沿って移動できるバー、ロッド、軌道、または他の表面を指す。
【0027】
本明細書で使用されるとき、術語「カー」は、以下で説明する空洞部品が取り付けられる、または空洞部品を含み、かつカーが1つの位置から別の位置にレールに沿って移動するのを可能にする1つまたは複数の車輪、カラー、スリーブ、または他の装置を含むハウジング、キャビネット、または他の構造物を指す。
【0028】
本明細書で使用されるとき、術語「(メタ)アクリル((meth)acrylic)」および「(メタ)アクリレート((meth)acrylate)」は、術語「(メタ)アクリレート」が包含するよう意図されている、しばしばアクリレート、メタクリレートと呼ばれる対応するアルキルエステルなどの、アクリルおよびメタアクリル酸誘導体の両方を含むことを意味する。
【0029】
本明細書で使用されるとき、術語「ポリマー」は、制限なしに、単独重合体、共重合体、グラフト共重合体、およびそれらの混合物および組み合わせを包含するように意図されている。
【0030】
別段の指定がない限り、全ての分子重量値は、適正なポリスチレン標準品を使用してゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用して求められる。別段の指示がない限り、本明細書で指示される分子重量値は、重量平均分子重量(Mw)である。
【0031】
本明細書で使用されるとき、術語「発泡性樹脂ビード」は、粒子および/またはビードが鋳型または発泡装置内に配置され、熱がそれに加えられるとき、(以下に説明するように)発泡剤の蒸発が粒子および/またはビード内に気泡質の構造および/または発泡気泡質の構造の形成をもたらすように、発泡剤で含浸された粒子またはビードの形態のポリマー材料を指す。鋳型内で発泡するとき、粒子および/またはビードの外側表面は鋳型の形状に合致するポリマー材料の連続した塊を形成するように一緒に溶融する。
【0032】
本明細書で使用されるとき、術語「予備発泡(pre−expanded)樹脂ビード」は、発泡させられているが、それらの最大発泡率(maximum expanion factor)までではなく、それらの外側表面が溶融していない発泡性樹脂ビードを指す。本明細書で使用されるとき、術語「発泡率」は、通常cc/gとして表現される、所与の重量の樹脂ビードが占有する体積を指す。予備発泡樹脂ビードは鋳型内でさらに発泡させることができ、そこで予備発泡樹脂ビードの外側表面は鋳型の形状に合致するポリマー材料の連続した塊を形成するように一緒に溶融する。
【0033】
本発明は、本発明の方法および装置でのバルブおよびゲートの開閉、特定された位置へのレールに沿ったカーの移動、および様々なステップの協調およびタイミングを含む。全ての事例で、この様々なステップ、制御および配置は手動で行うことができるが、適したセンサ、アクチュエータ、リレー、フィードバックループ、モータ、空圧装置、サーボ、レゾルバ等とインターフェイスする事前プログラムされたマイクロプロセッサおよび/またはコンピュータの使用を介してしばしば実施されるであろうことはこの分野で知られている。
【0034】
本発明は、発泡性プラスチック材料から形成される薄壁製造物であることができる発泡プラスチック容器の成型を提供する。本発明は、一貫してラベルが貼られた、かつ平滑な表面仕上げを有し、かつ従来の発泡プラスチック容器について可能ではないレベルと品質までの全面をカバーする印刷を有する容器も提供する。
【0035】
本明細書で使用されるとき、「一貫してラベルが貼られた(labeled consistently)」は、本明細書で開示される方法および装置によって製造されるラベルの貼られた容器の数が、商業的な要求に合致することを意味する。この絶対数は特定の商業的要求によって変わり、誤ったラベル貼り容器、すなわちラベルが意図的でない隙間をその端部間に有するまたはラベルが容器の底部またはリムと重なる容器に起因する、5%より少ない、ある場合には4%より少ない、別の場合には3%より少ない、ある事例では2%より少ない、別の事例では1%より少ない不良であることができる。
【0036】
述べたように本発明は、印刷されたラベルシートが成型プロセス中に容器の外側表面に接着される、ラベルの貼られた容器の再現可能な生産を可能にする。本発明の一実施形態では、このラベルシートは、容器と接触する側面上に熱活性化接着剤層を有することができ、容器の外壁を画成する雌部分の壁に直接接して鋳型空洞内に配置され、それによってラベルシートは成型プロセス中に発泡プラスチック材料と、かつ容器の外壁と積層される。
【0037】
特に留意すべきなのは、本発明によって提供されるこのラベルの貼られた容器が平滑な円周表面を示すことである。「平滑な円周表面(smooth circumference surface)」によって、ラベルの貼られた容器の外壁上のラベルがラベルの2つの端部が一緒になるかつ/または重なるところにほとんど感知できない継ぎ目を有することが意図されている。成型後ラベル貼りなどの従来技術方法では、ラベルの2つの端部はしばしば一緒になり高くなった継ぎ目を形成する。別の状況では、ラベルの縁部を完全に合致させるための試みが行われているが、しばしば縁部の間に高くなった継ぎ目または隙間が結果として生じる。本発明は、ラベル縁部のどのような重なりも容器の壁内に埋め込まれ、外側からそれほど認識できないのでこれらの問題点を克服する。したがっていくつかの場合には、本発明により作られる容器について継ぎ目線はラベルシートの縁部として認識することができるけれども、継ぎ目線を横切る容器壁表面は感触が滑らかである。本発明の一実施形態では、ラベルの貼られた容器の外壁から見るときこの継ぎ目線がどのような知覚可能な深さを有する場合でも、この継ぎ目線深さはたった1μm、ある場合にはたった0.5μm、別の場合にはたった0.25μm、ある事例ではたった0.1μm、かつ別の事例ではたった0.05μmしかなく、2μmより大きくない。この実施形態では、継ぎ目線が存在する場合、この継ぎ目線深さは、上記で列挙した任意の値であることができ、または任意の値の間であることができる。
【0038】
本発明によれば、発泡プラスチック容器は、重力がラベルシートを配置場所と鋳型の間で移動させ、結果として誤ったラベル貼り容器(不良の1つの形態)になるのを最小限にするまたはなくすことができるように、容器の口を水平の向きに向けて成型するのが有利である。未加工プラスチック材料を加熱処理するための蒸気が、予熱および加熱処理中鋳型を加熱するために蒸気を、冷却中冷却液を交互に流すことができ、かつ鋳型空洞の内側および外側に隣接して設けることができる鋳型空洞の雄および/または雌部分内に導入され、または吹き込まれる。同様に蒸気の一部分は、加熱処理中にこの空洞それ自体に流すために、行く先を変更し使用することができる。
【0039】
本発明の一実施形態、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造する方法は、図1A〜図1Fに概要が示されている。この方法は、2部鋳型18の雌部分16の内壁にラベルシート10を付着させることを含む。このラベルシートは、ラベルシート(図示せず)を格納する格納箱からラベルシート10を真空を加えることによって保持する吸引板(図示せず)によって抽出することができる。ラベル22を保持するマンドレルを準備するために、この吸引板はラベルシート10を直接マンドレル12の上に位置決めし、ラベルフィンガー(図示せず)がラベルシート10をマンドレル12上の所定の位置に巻きつける。
【0040】
図1Aに示すように本発明の一実施形態では、この方法が連続的に動作しているとき、2部鋳型18の雄部分20はそれに取り付けられたラベルの貼られた容器24を有するであろう。リムーバ14を介して加えられる真空がラベルの貼られた容器24を雄部分20から引き出し、リムーバ14と接触して真空を介してその底部によって保持される(図1B)。雄部分20は次いで引っ込められ、ラベルシート10を有するマンドレル12が雌部分16内に位置決めされる(図1C)。ラベルシート10は、1つまたは複数のマンドレル12を介して加えられる真空によって定位置に保持され、かつラベルシート10は真空を停止し、マンドレル12内の荷電ピンを介してラベルシート10に静電荷を加えることによって、かつ任意選択でマンドレル12から圧縮空気の「一吹き(puff)」を加えることによって、開放されかつ雌部分16内に位置決めされる。本発明の一実施形態では、マンドレル12は雌部分16内に位置決めされるとき自由に動く(floating)。雌部分16内に挿入されるときのマンドレル12の自由に動く性質が、所望のマンドレル−鋳型位置合わせを可能にし、一貫しないマンドレル−鋳型位置合わせが結果として望ましくない多数の誤ったラベル貼り容器(不良)になる、従来技術での問題点を克服する。
【0041】
本発明の別の実施形態では、マンドレル12が雌部分16に挿入されるとき、マンドレル12上のラベルシートと雌部分16の内壁の間の隙間または空間は小さい。この実施形態では、この隙間は少なくとも0.01mm、ある場合には少なくとも0.05mm、別の場合には少なくとも0.1mmであり、かつ5mmまで、ある場合には3mmまで、別の場合には2mmまで、ある事例では1mmまでであることができる。マンドレル12と雌部分16の内壁の間のより小さな隙間は、雌部分16内でのラベルシートのより正確な配置を可能にする。マンドレル12上のラベルシートと雌部分16の内壁の間の隙間または空間は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0042】
図1Dに示すように、ラベルシート10が中に位置決めされた雌部分16はマンドレル16から引っ込められ(図1D)、マンドレル16は雌部分16と水平に向かい合った位置から雌部分16から離れた位置に引っ込められ、真空がリムーバ14から解放され、ラベルの貼られた容器24は落ちて離れる(図1E)。
【0043】
本発明の一実施形態では、2部鋳型18の雌部分16および雄部分20は、雌部分16が取り外し位置にあるとき、雄部分20および雌部分16は間隔があいており互いに接触してなく、かつ雄部分20が解放位置または延長位置にあるとき、この雄部分は雌部分16と間隔があいており接触していないようになされている。
【0044】
引き続いて、2部鋳型18の雄部分20および雌部分16は、鋳型空洞を形成するように接触させられる(図1F)。発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが次いでこの鋳型空洞に加えられ、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器24を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱が加えられる。加えられる熱は、電気、ガス、または他の外部加熱ユニットによることができ、あるいはよくあることであるが、以下で説明するように蒸気によって加えられる。次いでラベルの貼られた容器は冷却され、雄部分20は雌部分16から分離され、ラベルの貼られた容器24は雄部分20とともに移動し、リムーバ14によって取り外される準備が整う(図1A)。
【0045】
当業者によって容易に想定されるように、上記で説明した方法を実施するのに使用される装置は、複数の2部鋳型空洞18および対応する数のマンドレル12を装備することができる。2部鋳型空洞およびマンドレルの水平位置合わせによって、ラベルシート10の雌部分16内でのより正確な位置合わせが可能になり、結果として誤ったラベル貼り容器に起因する不良が少なくなり、従来技術より優れた重要な利点となる。
【0046】
このラベルシート10は、それが雌部分16の内壁への移送および静電付着を達成するために静電荷を維持する能力がなければならないので、本発明の重要な一態様である。そのようなものとして、ラベルシート10は、
第1の表面および第2の表面を有する電気的絶縁基板と、
任意選択で第1の表面の少なくとも一部分上に配設される熱感受性接着剤と、
任意選択でラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを含む。
【0047】
本発明の一実施形態では、このラベルシートは、任意選択で外側表面または内側表面に広告または他の事項が印刷される柔軟性のあるシート材料から作ることができる。それは、容器の側壁に合致する部分的円錐形状にそれ自体の回りに折り畳め、かつ容器の側壁の全高に対し容器の円周の周りを延びることができるような寸法および形態のものである。
【0048】
このラベルシート、基板または材料は、表面静電荷を維持することができる。そのようなものとして、ラベルシート、基板または材料の表面固有抵抗は、1010Ω/sqより大きく、ある場合には1011Ω/sqより大きく、別の場合には1012Ω/sqより大きく、ある事例では1013Ω/sqより大きく、別の事例では1014Ω/sqより大きい。ラベルシート、基板または材料の表面固有抵抗が大きければ大きいほど、ラベルシートと雌部分16の内壁の間の静電誘引力は強くかつ長くなるであろう。
【0049】
本発明の一実施形態では、ラベルシート10の基板は1つまたは複数の熱可塑性樹脂、セルロースベースの紙、および合成紙から選択される1つまたは複数の材料を含む。
【0050】
任意の適切な熱可塑性樹脂を使用することができる。適切な熱可塑性樹脂には、限定ではなくポリオレフィン(polyolefinic)樹脂、エチレンアクリル酸共重合体(ethylene−acrylic acid copolymer)、エチレン−C1〜C12アルキル(メタ)アクリレートエステル共重合体(ethylene−C1−C12 alkyl (meth)acrylate ester copolymer)、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩(metal salts of ethylene−methacrylic acid copolymer)、ポリ(4−メチルー1−ペンテン)(poly(4−methyl−l−pentene))、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)樹脂、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride)樹脂、ポリアミド(polyamide)樹脂、ABS樹脂、およびそれらの組み合わせから選択される1つまたは複数が含まれる。
【0051】
任意の適切なポリオレフィン樹脂を使用することができる。適切なポリオレフィン樹脂には、限定ではなくプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン(linear low−density polyethylene)、エチレン環状オレフィン共重合体(ethylene−cyclic olefin copolymer)、プロピレンと1つまたは複数のアルファオレフイン(α−olefin)の共重合体、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0052】
本発明で使用することができる適切な合成紙には、限定なしで、樹脂被覆紙、ポリエステル、TESLIN(登録商標)の商品名の下でPPG Industries,Inc.,Pittsburgh,Pa.によって売られており、その非限定的な例が、米国特許第6,066,594号に開示されておりその関連する部分が参照により本明細書に組み込まれているものであるポリエチレンポリマー含有材料などの微小孔性の材料、E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEから入手可能なTYVEK(登録商標)合成紙、Mobil Oil Corp.,New York,NY.から入手可能なOPPALYTE(登録商標)フィルム、米国特許第5,244,861号に列記されており、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれている他の複合フィルム、米国特許の第5,853,965号、第5,866,282号、第5,874,205号、第5,888,643号、第5,888,681号、第5,888,683号、および第5,888,714号に記載され、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれているものなどの、溶融押し出し被覆された紙(melt−extrusion−coated paper)、および2軸延伸支持積層板(biaxially oriented support laminate)が含まれる。
【0053】
本発明の一実施形態では、この基板は少なくとも120℃の、ある場合には130℃より高い、別の場合には135℃より高い、ある事例では140℃より高い溶融点を有する。この基板の溶融点は、成型中の処理温度より高いのが有利である。
【0054】
この基板の厚さは、ラベル材料の種類、ラベルシートから所望される構造支持量、およびラベルシートに印刷すべきグラフィックの質などの要因に基づき変更することができる。そのようなものとして、基板は少なくとも10μm、ある場合には少なくとも25μm、別の場合には少なくとも50μmの厚さであることができ、かつ1、500μmまで、ある場合には1、250μmまで、別の場合には1、000μmまで、ある事例では750μmまで、別の事例では500μmまでの厚さであることができる。この基板の厚さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0055】
本発明に任意の適切な熱感受性接着剤を使用することができる。適切な熱感受性接着剤には、限定ではなくエチレンビニルアセテート共重合体(ethylene−vinyl acetate copolymer)、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性エラストマー、アクリル樹脂、セルロース樹脂、印刷ラッカー(print lacquer)およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0056】
本発明の一実施形態では、ラベルの第1の端部が、上記で説明した継ぎ目線を作り出すようにラベルの第2の端部と重なる。この実施形態では、この熱感受性接着剤が第2の端部の重なる部分の上表面の少なくとも一部分に接触するように、この熱感受性接着剤は、第1の端部の重なる部分のみの底表面の少なくとも一部分にのみ塗布される。
【0057】
本発明で使用されるラベルシートは、容器の外側表面に高品質のグラフィックを形成するために通常使用される。そのようなものとして、このラベルシートはラベルの表面上に被覆および/または印刷インクを含むことができる。ラベルが雌部分16の内壁と接触する表面上に印刷されている、または被覆されている場合、この被覆または印刷インクの成分は少なくとも120℃の、ある場合には130℃より高い、別の場合には135℃より高い、かつある事例では140℃より高い溶融および/または軟化点を有するのが有利である。この被覆または印刷インクの成分の溶融および/または軟化点が成型中の処理温度より高いとき、ラベルの貼られた容器が雌部分の内壁に固着するのを避けることができる。
【0058】
ラベルシートが雌部分16の内壁と接触しない側に印刷されまたは被覆されているとき、任意の適切な印刷インクまたは被覆を使用することができる。通常、この基板は透明であり、印刷または被覆は基板を通して見ることができる。本発明の一実施形態では、印刷または被覆が雌部分16の内壁と接触しない側に配置されるとき、この印刷または被覆は、所望の画像がラベルの貼られた容器上のラベルシートを貫通して見えるように鏡像になる。
【0059】
本発明の一実施形態では、ラベルシートおよびラベルシート上のどのようなインク、接着剤または他の被覆も、直接的なかつ/または間接的な食品接触に対し適切であり、
かつSection 201 of the U.S. Federal Food,Drug and Cosmetic Act、U.S.21 Code of Federal Regulations (2005)、 EU Plastics Directive,2002/72/EC、CoE Resolution on paper and board,Resolution AP(2002)1、またはEC Superdirective on Food Contact Materialsの1つまたは複数に適合している。
【0060】
マンドレル12は、ラベルシート10を雌部分16内に移送し、位置決めするのに使用される。図2および図3に示すように本発明のある実施形態では、マンドレル12は、多くの場合部分的円錐形状であろう雄部分20と類似する形状および寸法を有するであろう。そのようなものとして、マンドレル12は、寸法D1を有する第1の底部50、D2がD1より大きい寸法D2を有する第2の底部52、第1の底部50および第2の底部52の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面54、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される全体的に円形の荷電凹部51内に配置される荷電ピン通路57内に配置される複数の荷電ピン56、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される複数の縦方向吸引孔58、マンドレル表面54に沿って第2の底部52に近接して配置される複数の円周方向の吸引孔59とを有することができる。通常、少なくともマンドレル12のマンドレル表面54は、周囲状態で変形しない非伝導性材料を含む。吸引孔58および59と荷電ピン56を取り囲む凹部は別にして、マンドレル表面54は平滑であることができる。
【0061】
縦方向の吸引孔58は、ラベルシートをマンドレル表面54に接触して固定しかつ保持するのが望ましい。円周方向吸引孔59は、挿入されるとき雌部分の内壁上に正確な位置決めを確実にし、かつ最終的に本発明により提供されるラベルの貼られた容器上の正確なラベル配置を確実にするように、マンドレル表面54上の所望の位置および向きにラベルシートを保持するので望ましい。したがって、本方法および装置は、誤ったラベル貼り容器から結果として生じる不良を最小限にすることができる。
【0062】
図4、図5および図6に示すように本発明の別の実施形態では、マンドレル12は、多くの場合部分的円錐形状であろう雄部分20と類似する形状および寸法を有する。そのようなものとして、マンドレル12は、寸法D1を有する第1の底部50、D2がD1より大きい寸法D2を有する第2の底部52、第1の底部50および第2の底部52の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面54、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って配置される全体的に長方形の荷電凹部53内に配置される、荷電ピン通路57内の複数の荷電ピン56、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に配置される複数のラベル付着吸引孔70、第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に、ラベル付着吸引孔70から間隔をあけて配置される複数のラベル巻きつけ吸引孔72、および第1の底部50から第2の底部52までマンドレル表面54に沿って縦方向に、ラベル付着吸引孔70に対向してほぼ反対側にそれぞれ配置される、複数の並行(overlap)吸引孔78および80を各々が含む第1の列74および第2の列76とを有することができる。通常、マンドレル12の少なくともマンドレル表面54は、周囲状態で変形しない非伝導性材料を含む。吸引孔70、72、78および80と荷電ピン56を取り囲む凹部53は別にして、マンドレル表面54は平滑であることができる。
【0063】
ラベル付着吸引孔70は、ラベルシートがマンドレル12上に最初に配置されるとき、ラベルシートをマンドレル表面54に接して固定しかつ保持するのが望ましい。ラベル巻きつけ吸引孔72は、ラベルがマンドレル12の周りに巻きつけられるとき、マンドレル表面54上でラベルシートを所望の位置および向きに保持するのが好ましい。並行吸引孔78および80の第1の列74および第2の列76は、巻きつけが終わるときそれぞれ正確な位置決めを確実にする。吸引孔70、72、78および80は、ラベルが鋳型内に挿入され、雌部分の内壁上に移送され、最終的に本発明によって提供されるラベルの貼られた容器上の正確なラベル配置までの間、ラベルを所望の位置および向きに保持する。したがって、本方法および装置は、誤ったラベル貼り容器から結果として生じる不良を最小限にすることができる。本発明の多くの実施形態では、D1およびD2は、円形形状であり得る第1の底部50および第2の底部52の直径をそれぞれ示す。
【0064】
本発明の一実施形態では、この寸法D1は、少なくとも1cm、ある場合には少なくとも1.5cm、別の場合には少なくとも2cmであることができ、12cmまで、ある場合には10cmまで、別の場合には8cmまでであることができる。寸法D1は、雌部分の内側表面の寸法および所望のラベルの貼られた容器によって変わる。寸法D1は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0065】
本発明の別の実施形態では、寸法D2は、少なくとも1.5cm、ある場合には少なくとも2cm、別の場合には少なくとも2.5cmであることができ、20cmまで、ある場合には15cmまで、別の場合には10cmまでであることができる。寸法D2は、雌部分の内側表面の寸法および所望のラベルの貼られた容器によって変わり、かつ寸法D2より大きいであろう。寸法D2は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0066】
任意の適切な非伝導性材料を、それが電気的に絶縁し荷電ピン56の短絡を防止できる限り、マンドレル表面54用に使用することができる。適切な材料には、限定ではなくフッ素重合体(fluoropolymer)、フッ素モノマーの単独重合体および共重合体(homopolymer and copolymer of fluoromonomer)、オレフィンの単独重合体および共重合体、ビニル芳香族モノマーの単独重合体および共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、塩化ビニルの単独重合体および共重合体、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、アセタールポリオキシメチレン(acetal polyoxymethylene)、ポリスルホン(polysulfone)、セラミックス、木材、ガラス、エラストマー系ポリマー(elastomeric polymer)、それらの組み合わせ、および上記で記載した1つまたは複数の材料で被覆した金属から選択される1つまたは複数の材料が含まれる。
【0067】
適切なフッ素重合体およびフッ素モノマーの単独重合体および共重合体の非限定的な例には、塩化三フッ化エチレン(chlorotrifluoroethylene)、テトラフルオロエチレン、(tetrafluoroethylene)、トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)、ジフルオロエチレン(difluoroethylene)、ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)、ビニルフッ化物(vinyl fluoride)およびアルキル鎖内の炭素原子の数によって変わる、1から20の、ある場合には1から15の、別の場合には1から10のフッ素原子を含む、C1〜C12アルキル(メタ)アクリレート(C1−C12 alkyl (meth)acrylate)から選択される1つまたは複数のモノマーを含む単独重合体および共重合体が含まれる。適切なフッ素重合体の非限定的例には、ポリ(フッ化ビニリデン)(poly(vinylidene fluoride))、ポリ(塩化ビニル)(poly(vinyl fluoride))、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリ(トリフルオロエチレン)、Asahi Glass Company,Ltd.,Tokyo,Japanから入手可能なLUMIFLON(登録商標)ポリマー、Atofma Chemicals,Inc.,Philadelphia,PAから入手可能なKYNAR(登録商標)ポリマー、Montedison group,Milan,Italyの系列会社のAusimontから入手可能なHYLAR(登録商標)、E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEから入手可能なNAFION(登録商標)、TEFZEL(登録商標)、およびTEFLON(登録商標)、Kern GmbH,Grossmaischeid,Germanyから入手可能なPOM−PTFE(商標)、およびDSMIP Assets B.V,the Netherlandsから入手可能なARNITE(登録商標)が含まれる。
【0068】
マンドレル表面54は、本明細書で説明されるラベル挿入処理中ラベルを支持するのに十分な面積を有する。マンドレル表面54は、上記で説明したように、ラベルを第1の底部50、第2の底部52および様々な吸引孔と荷電凹部の間の空間の近くで支持する。
【0069】
荷電ピン56は、電気を伝導することができる金属を備え、かつ限定ではなく、銅、鉄、銀、アルミニウム、タングステン、マンガン、ニッケル、クロム、マンガニン、コンスタンタン、ニクロム、およびそれらの組み合わせを含有することができる。電気は、電力ライン60によって荷電ピン56まで運ばれる。
【0070】
図4に示す本発明の一実施形態では、荷電ピン56は、荷電角度94を形成する円錐側面90および92によって形成される点88のところで終端する。ラベルに移送される電荷の量は、荷電角度94を変更することによってある程度制御することができる。したがって、荷電角度94は少なくとも20度、ある場合には少なくとも25度、別の場合には少なくとも30度であることができ、かつ120度まで、ある場合には100度まで、別の場合には80度まで、ある事例では60度まで、別の事例では50度までであることができる。荷電角度94は、ラベルに移送されるべき所望の荷電される量に基づいて決まる。荷電角度94は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0071】
荷電凹部53は、任意の適切な形状を有することができるが、通常荷電ピン56からラベルに十分な電荷移送ができる形状を有するであろう。そのようなものとして、荷電凹部53は、円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、台形、平行四辺形のような、または他の適切な形状を有することができる。
【0072】
荷電凹部53は、荷電ピン56からラベルに十分な電荷移送ができるある深さマンドレル表面54内に延びる。そのようなものとして、荷電凹部53は少なくとも約1mm(0.04インチ)の、ある場合には少なくとも約2.5mm(0.1インチ)の、別の場合では少なくとも約6.4mm(0.25インチ)の深さを有することができ、かつ約51mm(2インチ)までの、ある場合には約44.5mm(1.75インチ)までの、および約38mm(1.5インチ)までであることができる。荷電凹部53の深さは、所望の荷電量および荷電ピン56の特性に基づいて決まる。荷電凹部53の深さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0073】
マンドレル表面54内に形成される荷電凹部53の形状は、少なくとも約6.5mm2(0.01平方インチ)の、ある場合には少なくとも約32mm2(0.05平方インチ)の、別の場合には約65mm2(0.1平方インチ)の面積を有することができ、かつ約2,581mm2(4平方インチ)まで、ある場合には約1,290mm2(2平方インチ)まで、別の場合には約645mm2(1平方インチ)までであることができる。荷電凹部53の面積は、所望の荷電量および荷電ピン56の特性に基づいて決まる。荷電凹部53の面積は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0074】
図2を参照すると、真空が真空ライン62によってマンドレル12に加えられる。縦方向の真空弁64が開いているとき、真空は縦方向真空通路66を介して縦方向吸引孔58を通り引かれる。円周方向弁68が開いているとき、真空は円周方向真空通路67を介して円周方向吸引孔59を通り引かれる。
【0075】
図4、図5および図6を参照すると、図2に示すような縦方向真空通路66を介する縦方向吸引孔58と同様に配置されるラベル付着吸引孔70への真空は、ラベル付着真空通路90を介して供給される。巻きつけ吸引孔72への真空は、図2に示すような円周方向吸引孔59および円周方向真空通路67と同様に、巻きつけ真空通路92を介して供給される。並行吸引孔78および80への真空は、それぞれ並行真空通路94および96によって供給される。通常、真空通路92、94および96への真空の供給は同じ源から供給され、同じ弁または他の機構を介して制御され、ラベル付着真空通路90への真空は別個に供給されかつ制御される。
【0076】
本発明の実施形態では、真空ライン62および吸引孔58および59は、マンドレル12から雌部分16の内壁へのラベルの移送を達成するために、圧縮空気の「一吹き」を行うようになされることができる。同様に、真空通路90、92、94および96ならびに吸引孔70、72、78および80は、マンドレル12から雌部分16の内壁へのラベルの移送を達成するために、圧縮空気の「一吹き(puff)」を行うようになされることができる。
【0077】
本発明の一実施形態では、リムーバ14をマンドレル12に取り付けることができる(図2参照)。この実施形態では、真空ライン62はリムーバ通路72を介して真空を加えるのに使用される。リムーバ通路72を介して加えられる真空は、調節弁(図示せず)を介して制御することができる。
【0078】
この真空は、非限定的な例として、この分野で知られている真空ポンプまたは圧縮空気ラインに取り付けられるベンチュリを使用して供給することができる。
【0079】
マンドレルは、米国特許第6,007,759号に開示されているように、射出成型作業で鋳型内(in−mold)ラベル貼りのために使用されてきている。この開示される射出成型マンドレルは、外側表面として柔軟な気泡材料から構成される電気的伝導層を含む。本発明のマンドレルにそのような外側表面を使用することは、気泡材料は本発明のマンドレルができるようなぴったりした公差および隙間をもたらすように正確な寸法に機械加工することができないので、雌部分の内壁上の一貫しないかつ不完全なラベル配置につながるので望ましくない。さらに、この気泡材料の厚さは磨耗に起因して使用につれて減少し、さらなる一貫しないラベル配置につながる可能性がある。
【0080】
上記で示したように、マンドレル12はラベルシート10を雌部分16の内壁に移送しかつ位置決めするのに使用される。ラベルシート10が位置決めされた後、2部鋳型18の雌部分16および雄部分20は、ラベルの貼られた容器24を製造するために用いることができる。したがって、発泡プラスチック容器を成型するための2部鋳型工具18は、鋳型空洞に隣接する雄および雌部分のうちの少なくとも1つ内の、かつ容器の側壁を画成する空洞の少なくともその部分に隣接して延びる、加熱および/または冷却流体用の少なくとも1つの空洞を有する、容器を画成する鋳型空洞を形成するように組み立てられる雄部分20および雌部分16と、加熱および/または冷却空洞に蒸気を供給するための導管手段と、蒸気が通路を通り鋳型空洞内に吹き込まれる通路手段とを含む。
【0081】
本発明では、ラベルの貼られた容器24は、その口および底部を一平面内で水平な向きで成型され、プラスチック材料を加熱処理するための蒸気は、容器の底部に隣接する鋳型の底部端部(雄部分)のところに少なくとも吹き込まれる。2部鋳型工具18は、コア区域を有する雄部分20と、外側シェル内に加熱/冷却空洞を設けることができるように、コア区域の上に嵌合される外側シェルとを含むことができる。このシェルの外側表面は、容器の内側表面を成型し、この加熱/冷却空洞は実質的にシェルと同一の広がりを持つことができる。雄部分20は、内壁に沿ってラベルシート10が位置決めされ、鋳型空洞を画成するように雄部分上に組み立てられる雌部分16と協働する。雌部分16は、ラベルシートに対する容器の外壁を成型する内側雌シェルおよび実質的に雌シェルと同一の広がりを有し、鋳型空洞の外側周りの加熱/冷却空洞を形成できるように雌シェルの外側上に嵌合される鋳型部材とを含むことができる。適切な導管がこの加熱/冷却空洞にフラッシング蒸気または冷却液体を供給するように配置される。この導管のうちの1つは、成型材料を加熱処理するために蒸気を鋳型内に吹き込むことができるように、第1の弁手段の制御の下で、鋳型空洞の端部と連通する通路手段と接続可能である。
【0082】
本発明に使用される鋳型空洞の一実施形態を図7に示す。本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための2部鋳型工具110は、容器をその底部および口を水平方向に向けて成型する。この工具は、成型すべき容器用の鋳型空洞118を形成するように組み立てられる雄部分112および雌部分114を含む。雄部分112は、コア区画119および外側シェルとコア区画の間に加熱/冷却空洞121を残すことができるようにこのコア区画上に嵌合される外側シェル120を有する。外側シェルの外部表面は、容器の底部および側壁の内部表面用の鋳型表面を形成し、加熱/冷却空洞121は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。雌部分114は、容器の底部および側壁の外部表面を成型する内側雌シェル122および、雌シェルと頂部鋳型部材の間に加熱/冷却空洞124を設けることができるように雌シェルの外側上に嵌合される頂部鋳型部材123とを有する。この外側加熱/冷却空洞は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。本発明の一実施形態では、雌シェル122の鋳型表面は平滑である。
【0083】
雄部分112のコア区画および外側シェルは、鋳型工具の端部のところで機械ねじ116によって一緒に固定することができ、雌部分114の内側雌シェルと鋳型部材は、機械ねじ117によって一緒に固定することができる。これらの構成部品を互いにシールするために、Oリングシール138を鋳型部品の構成部品の間の適した位置に配設することができる。
【0084】
中央導管125が雄部分119を貫通してその左端部に隣接する位置まで中央を延び、その導管を通り予備加熱または加熱処理中鋳型を加熱するためのフラッシング蒸気、あるいは鋳型を冷却するための冷却液が交互に(alternatively)内部空洞121に供給される。フラッシング蒸気または冷却液は、雄部分に機械ねじ113によって接続され、かつOリングシール111によって導管にシールすることができるパイプ115によって導管125に供給される。蒸気または液体は、鋳型工具の右端部に隣接する環状出口126を通り空洞121を出る。その左端部のところで、導管125は弁ポート127を介して、外側シェル120の外側表面内の環状溝(図示せず)を介して鋳型空洞118と連通する直径方向に配設される通路128に接続される。この弁ポート127は、導管125の左端部に配設されるばね荷重される弁部材130によって制御することができ、導管を貫通して適切な空圧作動機構まで突起する中空の弁ロッド131によって作動させることができる。弁部材130は、成型サイクルの終わりに鋳型空洞118から成型された容器を取り出すのを助けることができるように、ロッド、弁部材および通路128を通り鋳型空洞内へ圧縮空気を供給できるように、中空作動ロッド131に接続される軸方向通路132を有する。
【0085】
フラッシング蒸気および冷却液は、頂部鋳型部材123のポート135を介して外側加熱/冷却空洞124に交互に(alternatively)供給され、そのポートは適切な供給導管(図示せず)に接続される。この蒸気および液体は、鋳型空洞の右端部に隣接する環状出口136および環状マニホールド137を介して空洞から出る。
【0086】
以下で説明するような、容器用の適切な成型材料の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを、頂部鋳型部材に取り付けられ、かつ鋳型空洞118と連通する内側雌シェル122内の漏斗形状のポート140に接続される連結ユニット(図示せず)によって頂部鋳型123に連結される導管(図示せず)を介して鋳型空洞に供給することができる。鋳型空洞118への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給は、やはりポート140に連結される空気ノズル(図示せず)を通る圧縮空気の供給によって助けることができる。同様に、成型サイクルの終わりに雌部分114と雄部分112が分離されるとき、リムーバ14による工具からの取り外しの準備として雄部分112上に成型された容器を保持するために、圧縮空気をノズルに供給することができる。
【0087】
容器を成型するために、図7に示すように雌部分114は雄部分112に組み立てられ、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌シェル122内の漏斗形状のポート140を介して鋳型空洞118内に吹き込まれる。鋳型空洞が満杯になると、内側および外側空洞121および124を蒸気で流しそれによって鋳型を加熱するために、蒸気が導管125およびポート135を通り吹き込まれることができる。成型サイクル内の適した時間に、空圧作動弁ロッド131が弁部材130を引っ込めるために作動され、鋳型空洞内の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを加熱処理するために蒸気がポート127、通路128および環状溝129を介して鋳型空洞118に入るのが可能になる。
【0088】
加熱処理サイクルの終わりに、弁部材127は閉じられ、鋳型工具および成型された容器を冷却するために、導管125およびポート135を介して加熱/冷却空洞121および124に冷却液が供給され、その後雄部分112および雌部分114が分離され、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分112からのカップの取り出しを容易にするために、圧縮空気が中空弁ロッド131および弁部材を通り通路128に供給される。
【0089】
本発明に使用される鋳型空洞の別の実施形態を図8に示す。本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための2部鋳型工具150は、容器をその底部および口を水平に向けて成型する。この工具は、成型されるべき容器用の鋳型空洞158を形成するように組み立てられる雄部分152および雌部分154を含む。雄部分152は中実であることができ、または中空の部分を含むことができるコア区画159、および外側シェルとコア区画の間に加熱/冷却空洞161を残すことができるようにコア区画の上に嵌合される外側シェルとを含む。外側シェルの外部表面は、容器の底部および側壁の内部表面用の鋳型表面を形成し、加熱/冷却空洞161は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。雌部分154は、容器の底部および側壁の外部表面を成型する内側雌シェル162と、雌シェルと頂部鋳型部材の間に加熱/冷却空洞164を設けることができるように雌シェルの外側上に嵌合される頂部鋳型部材163とを有する。この外側加熱/冷却空洞は実質的に鋳型空洞の底部および側壁と同一の広がりを有する。本発明の一実施形態では、雌シェル162の鋳型表面は平滑である。
【0090】
雄部分152のコア区画および外側シェルは、鋳型工具の端部のところでボルト166によって一緒に固定することができ、雌部分154の内側雌シェルと鋳型部材は、ボルト167によって一緒に固定することができる。この構成部品を互いにシールするために、Oリングシール168を鋳型部品の構成部品の間の適した位置に配設することができる。
【0091】
中央導管165が、雄部分152のコア区画169を貫通してその左端部に隣接する位置まで中央を延び、その導管を通り予備加熱または加熱処理中鋳型を加熱するためのフラッシング蒸気、あるいは鋳型を冷却するための冷却液が交互に(alternatively)内側空洞161に供給される。フラッシング蒸気または冷却液は、雄部分に機械ねじによって連結し、かつOリングシール151によって導管にシールすることができるパイプ155によって導管165に供給される。蒸気または液体は、鋳型工具の右端部に隣接する環状出口156を通り空洞161を出る。その左端部のところで、導管165は弁ポート157を介して、外側シェル160の左手部分内の環状溝168を介して鋳型空洞158と連通する直径方向に配設される通路168に接続される。この実施形態では、環状溝168は弁ポート157と鋳型空洞158の底部端部180との間に配置される。弁ポート157は、導管165の左端部に配設されるばね荷重される弁部材170によって制御することができ、導管を貫通して適切な空圧作動機構まで突起する中空の弁ロッド171によって作動させることができる。弁部材170は、成型サイクル中鋳型空洞158に追加の熱を供給するために、ロッド、弁部材および加熱処理ふた(cook lid)167を通り蒸気を供給できるように、中空の弁または作動ロッド171に接続される軸方向通路(図示せず)を有する。
【0092】
フラッシング蒸気および冷却液は、雌部分154の左端部内のポート175を介して外側加熱/冷却空洞164に交互に(alternatively)供給され、そのポート175は適切な供給導管(図示せず)に接続される。この蒸気および液体は、鋳型空洞の右端部に隣接する環状マニホールド177を介して空洞から出る。
【0093】
成型サイクルの終わりに、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分152からカップを取り出すのを容易にするために、圧縮空気を通路190を通り供給することができる。
【0094】
本発明の一実施形態では、上記で示したように蒸気の形態で供給することができる、熱サイクルで雄部分に加えられる熱から独立の熱を、熱サイクルで雌部分に加えることができる。
【0095】
以下で説明するような、容器用の適切な成型材料の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌部分154に取り付けられ、かつ鋳型空洞158と連通する内側雌シェル162内の漏斗形状のポート180に接続される連結ユニット(図示せず)によって雌部分154の左に連結される導管(図示せず)を介して鋳型空洞に供給することができる。鋳型空洞158への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給は、やはりポート180に連結される空気ノズル(図示せず)を通る圧縮空気の供給によって助けることができる。同様に、成型サイクルの終わりに雌部分154と雄部分152が分離されるとき、リムーバ14による工具からの取り外しの準備として雄部分152上に成型された容器を保持するために、圧縮空気をノズルに供給することができる。
【0096】
容器を成型するために、図8に示すように雌部分154は雄部分152に組み立てられ、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードは、雌部分154内の漏斗形状のポート180を介して鋳型空洞158内に吹き込まれる。鋳型空洞が満杯になると、内側および外側空洞161および164を蒸気で流し、それによって鋳型を加熱するために、蒸気を導管165およびポート175を介して吹き込むことができる。成型サイクル内の適した時間に、空圧作動弁ロッド171が弁部材170を引っ込めるために作動され、鋳型空洞内の発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを加熱処理するために、蒸気がポート157、通路168および環状溝を介して鋳型空洞158に入るのが可能になる。
【0097】
加熱処理サイクルの終わりに弁部材157は閉じられ、鋳型工具および成型された容器を冷却するために、導管155およびポートを介して加熱/冷却空洞161および164に冷却液が供給され、その後、雄部分152および雌部分154が分離され、空気を成型されたカップ内に吹き込み、雄部分152からのカップの取り出しを容易にするために、圧縮空気が中空弁ロッド171および弁部材170を通り通路168に供給される。
【0098】
本発明の一実施形態では、上記で示したように蒸気の形態で供給することができる、熱サイクルで雄部分に加えられる熱から独立の熱を、熱サイクルで雌部分に加えることができる。
【0099】
本発明のさらなる実施形態は、雄部分20、雌部分16およびマンドレル12/リムーバ14の配置と上記で説明した成型サイクルとの間の調整を提供する。図1Fに示すように雄部分20および雌部分16が鋳型18を形成するように結合されるとき、成型サイクルが開始する。(同じステップを図8に示す2部鋳型を使用して追うことができるが)図7を参照すると、成型サイクルの第1のステップは、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えることを含む。次に、滞留期間を開始することができ、それによって上記で説明したように蒸気が雌部分16および雄部分20に加えられる。この滞留期間は少なくとも2秒、ある場合には少なくとも3秒、別の場合少なくとも5秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さ間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0100】
滞留期間に続いて、加熱処理期間を行うことができ、それによって上記で説明したように蒸気が鋳型空洞に入る。この加熱処理期間は少なくとも5秒、ある場合には少なくとも7秒、別の場合少なくとも10秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さ間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0101】
加熱処理期間に続いて、冷却期間を行うことができ、それによって上記で説明したように冷却水が雌部分16および雄部分20を通り流される。この冷却期間は少なくとも5秒、ある場合には少なくとも10秒、別の場合少なくとも15秒であることができ、60秒まで、ある場合には45秒まで、別の場合には30秒までであることができ、かつ上記で説明した任意の時間の長さの間のどのような時間の長さまたは範囲であることもできる。
【0102】
冷却水は図1Aから図1Eに記載されるステップが行われる間、雌部分16および雄部分20を通り流れ続けることができる。通常、冷却水流れは図1C、図1Dまたは図1Eに示すステップの後停止することができる。雄部分を冷却することによって、ラベルの貼られた容器24の取り外しがより容易になる(雌部分へのどのような固着も防止するのを助ける)。
【0103】
次いでラベルの貼られた容器24は通常、発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードを含有し、少なくとも0.5lb/ft3(0.008g/cc)、ある場合には少なくとも1lb/ft3(0.016g/cc)、別の場合少なくとも1.5lb/ft3(0.024g/cc)、ある事例では少なくとも2lb/ft3(0.032g/cc)の密度を有し、かつ12lb/ft3(0.192g/cc)まで、ある場合には10lb/ft3(0.160g/cc)までの、別の場合には8lb/ft3(0.128g/cc)までの密度を有する。成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0104】
一般に、発泡性樹脂ビードはモノマー混合物を水性システム内に分散させ、このモノマー混合物をフリーラジカル重合開始剤の存在の下で樹脂ビードの分散物を形成するように重合させ、所望されない寸法を有するビードを取り除くために樹脂ビードを篩い分けし、かつこの樹脂ビードを発泡剤で含浸することによって準備される。
【0105】
任意の適切な発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを本発明で使用することができる。適切な樹脂ビードは、発泡性ビードおよび/または予備発泡されたビードが鋳型内の供給通路を詰まらせ、または妨害することなしに本明細書で説明されるような2部鋳型に供給できる寸法を有し、かつ本明細書で説明されるような成型された容器を形成するように発泡しかつ互いに溶融することができるものを含む。適切な発泡性樹脂ビードには、限定ではなく、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼン(divinylbenzene)、共役ジエン(conjugated diene)、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル((meth)acrylonitrile)、オレフィン、および/または無水マレイン酸(maleic anhydride)との共重合体、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0106】
適切なビニル芳香族モノマーには、限定ではなく、スチレン、イソプロピルスチレ
ン、アルファメチルスチレン、ニュークリアメチルスチレン(nuclear methyl−styrene)、クロロスチレン、tert−ブチルスチレン(tert−buthlstyrene)が含まれる。本発明の一実施形態ではこのビニル芳香族モノマーは、非限定的な例ではジビニルベンゼン、共役ジエン(非限定的な例はブタジエン、イソプレン、1,3および2,4ヘキサジエン)、アルキルメタアクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニトリルおよび無水マレイン酸である1つまたは複数の他のモノマーと共重合させることができ、そこではビニル芳香族モノマーは、共重合体の重量で少なくとも50%存在する。本発明の多くの実施形態では、スチレン重合体、特にポリスチレンが使用されるけれども、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド(polyphenylene oxide)、およびそれらの混合物などの他の適切な重合体も使用することができる。
【0107】
本発明の具体的な実施形態では、この発泡性樹脂ビードは発泡性ポリスチレン(EPS)粒子を含む。
【0108】
本発明ではこの樹脂ビードは、本質的に球形の樹脂ビードが製造される懸濁プロセスでの重合を介して形成される。これらのビードは、発泡重合体容器を製造するための樹脂ビードとして有用である。しかしながら、押し出されかつ適した寸法の樹脂ビード断面サイズにされる粒子に切断される溶液およびバルク重合技術に由来する重合体も使用することができる。
【0109】
本発明の一実施形態では、任意の上記で述べたポリマーを含有する発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、少なくとも10μmの、ある状況では少なくとも少なくとも25μmの、ある場合には少なくとも50μmの、別の場合には少なくとも75μmの、ある事例では少なくとも100μmの、別の事例では少なくとも150μmの平均粒子サイズを有する。同様に、この発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは600μmまでの、ある事例では550μmまでの、別の事例では500μmまでの、ある場合には450μmまでの、別の場合には400μmまでの、ある状況では350μmまでの平均粒子サイズを有することができる。発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの最大平均サイズは、本明細書で説明されるような鋳型内への発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給ができる2部鋳型の寸法によって制限されるであろう。この実施形態で使用される発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0110】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの平均粒子サイズ番号およびサイズ分布は、重量平均値を与えることができる低角度光散乱を使用して求めることができる。非限定的な例として、Horiba Ltd.,Kyoto,Japanから入手可能なModel LA−910 Laser Diffraction Particle Size Analyzerを使用することができる。
【0111】
本発明の一実施形態では、樹脂ビード内のポリマーは、少なくとも25,000の、ある場合には少なくとも50,000の、別の場合には少なくとも75,000の重量平均分子重量(Mw)を有し、このMwは1,000,000まで、ある場合には750,000まで、別の場合には500,000までであることができる。樹脂ビード内のポリマーのこの重量平均分子重量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0112】
本発明の一実施形態では、重合後この樹脂ビードは分離されかつ乾燥され、次いで水性システム中に懸濁される。本明細書で使用されるとき、「水性システム」は溶液媒体および/または連続層として少なくとも50重量%の水を含む溶液または混合物を意味する。分散助剤、非イオン性界面活性剤および/またはワックスもこの水性システムに加えることができる。水性システム内に樹脂ビードが分散されたとき、1つまたは複数の発泡剤を加えることができる。
【0113】
発泡性熱可塑性粒子または樹脂ビードは任意選択で、任意の従来法を使用して適切な発泡剤で含浸させることができる。非限定的な例として、含浸はポリマーの重合中に発泡剤を水性懸濁液に加えることによって、あるいは別法として、粒子または樹脂ビードを水性媒体内に再懸濁させ、次いで米国特許第2,283,692号に教示されているように発泡剤を包含させることによって達成できる。任意のガス状材料または加熱に際しガスを発生させるであろう材料を、発泡剤として使用することができる。従来型の発泡剤には、選択されるポリマーの軟化点より下の温度で沸騰する、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの分子内に4から6の炭素原子を含む脂肪族炭化水素、およびハロゲン化炭化水素、例えばCFC等およびHCFC等が含まれる。これらの脂肪族炭化水素発泡剤の混合物も使用することができる。
【0114】
別法として、米国特許の第6,127,439号、第6,160,027号、および第6,242,540号に教示されているように、水をこれらの脂肪族炭化水素発泡剤と混ぜることができ、または水をただ1つの発泡剤として使用することができ、これらの特許では、水分保持剤が使用される。発泡剤として使用される水の重量パーセントは、1から20%の範囲であることができる。米国特許の第6,127,439号、第6,160,027号、および第6,242,540号の明細書は参照により本明細書に組み込まれている。
【0115】
本発明の一実施形態では、この発泡剤は、窒素、六フッ化硫黄(SF6)、アルゴン、炭酸ガス、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、フルオロエタン(HFC−161)および1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、サイクロペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、アゾジカルボンアミド(azodicarbonanride)、アゾジイソブチロニトリル(azodiisobutyro−nitrile)、ベンゼンスルホニルヒドラジド(benzenesulfonylhydrazide)、4,4−オキシベンゼンスルフォニル−セミカルバジド(oxybenzene sulfonyl−semicarbazide)、p−トルエンスルフォニルセミカルバジド(p−toluene sulfonyl semi−carbazide)、バリウムアゾジカルボキシレート(barium azodicarboxylate)、N,N’−ジメチルN,N’−ジニトロソテレフタルアミド(dinitrosoterephthalamide)、トリヒドラジノトリアジン(trihydrazino triazine)、クエン酸と重炭酸ナトリウム(sodium bicarbonate)の混合物、およびそれらの組み合わせから選択される、1つまたは複数を含むことができる。
【0116】
本発明の一実施形態では発泡剤は、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビード内で樹脂ビードの重量に基づいて、14重量%より少ない、ある状況では6重量%より少ないレベルで、ある場合には約2重量%から約5重量%までの範囲で、別の場合には約2.5重量%から約3.5重量%までの範囲で存在することができる。
【0117】
任意の適切な分散助剤を本発明で使用することができる。適切な分散助剤は、水性システム内に分散されるとき樹脂ビードが互いにくっつくのを防止する。適切な分散助剤の例には、限定ではなく、リン酸三カルシウム(tricalcium phosphate)、酸化亜鉛、ベントナイト、タルク、カオリン、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム等などの細かく分割された水不溶性無機物質、あるいはポリビニルアルコール、アルキルアリールスルフォネート(alkyl aryl sulfonates)、ヒドロキシエチルセルローズ(hydroxyethyl cellulose)、ポリアクリル酸、メチルセルローズ、ポリビニルピロリドン(polyvinyl pyrrolidone)、等などの水溶性ポリマー、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecylbenzene−sulfonate)などの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、およびそれらの組み合わせが含まれる。本発明の一実施形態では、この分散助剤は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを一緒に伴うリン酸三カルシウムを含む。必要な分散助剤の量は、多数の因子に応じて変わるであろうが、一般に樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも約0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。分散助剤の量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0118】
所望の場合水性懸濁液に、非限定的な例がオレイン酸塩(oleate)、ステアリン酸塩(stearate)、モノラウレート(monolaurate)およびモノステアレート(monostearate)、エチレンオキシド/プロピレンオキシドブロック共重合体である不飽和の5単位まで有するC8からC32直鎖または分枝したソルビタン脂肪酸エステル(sorbitan fatty acid ester)のポリオキシアルキレン(polyoxyalkylene)誘導体などの1つまたは複数の非イオン性界面活性剤を含むことができ、または他の非イオンまたは陰イオン界面活性剤を加えることができる。本発明の一実施形態では、界面活性剤の量は、樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも約0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。界面活性剤の量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。本発明の一実施形態では、上記で述べたポリオキシアルキレン含有界面活性剤のHLBは少なくとも8、ある場合には少なくとも10、別の場合には少なくとも12、かつ22まで、ある場合には20まで、別の場合には18までであることができる。ポリオキシアルキレン含有界面活性剤のHLBは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。この非イオン性界面活性剤は発泡樹脂ビード内の微細セル構造の形成を助けることができる。
【0119】
本発明で使用されるワックスは大気圧で、通常20℃およびそれより下で、ある場合には25℃およびそれより下で、別の場合には30℃およびそれより下で固体であり、かつ125℃およびそれより上で、ある場合には150℃およびそれより上で、別の場合には200℃およびそれより上で液体である。本発明で使用されるワックスの物理的特性は、発泡樹脂ビード内の微細セル構造の形成を助けるように選択される。
【0120】
本発明の一実施形態では、このワックスは天然および/または合成ワックスから選択される。そのようなものとして、本発明に使用されるワックスは、上記で定義される液体および固体温度の組み合わせに合致する限り、C10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル(alkenyl)、アリール(aryl)、アルカリル(alkaryl)、またはアラルキル(aralkyl)アルコール、またはC10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルカルボン酸(carboxylic acid)、および/またはそれらの対応するアンモニアおよび金属塩、あるいはC1からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルエステル、またはC10からC32の、ある事例ではC12からC32の、ある場合にはC14からC32の、かつ別の場合にはC16からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアルカリル炭化水素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエーテル、およびそれらの組み合わせから選択される1つまたは複数の材料であることができる。
【0121】
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、およびポリエーテルワックスは、上記で定義される液体および固体温度の組み合わせに合致する限り、約1,000から約100,000の分子重量(Mw)を有することができる。
【0122】
本発明の一実施形態では、ワックスの量は発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの重量で100部当り重量で少なくとも0.01部、ある場合には少なくとも約0.05部、別の場合には少なくとも約0.1部であり、約2部まで、ある場合には約1部まで、別の場合には約0.75部までであることができる。ワックスの量は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0123】
本発明で使用される樹脂ビードは、上記で示したように懸濁重合化から製造される熱可塑性樹脂粒子の形態の固体粒子であるのが有利である。このポリマーは、水性懸濁液内の微細に分割された粒子のスラリーとして形成される。この粒子は洗浄および乾燥によって回収される。
【0124】
本発明の一実施形態では、結果として得られた樹脂ビードは大きすぎる粒子サイズのどのような樹脂ビードも取り除くために篩い分けすることができる。多くの場合、600μmより大きな、ある場合には500μmより大きな、別の場合には400μmより大きな粒子サイズを有する樹脂ビードは、篩い分けにより取り除かれる。
【0125】
含浸された樹脂ビードは、ポリオレフィン、およびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体および任意選択で他の発泡性ポリマーを含むことができる。
【0126】
本発明の実施形態では、ポリオレフィンの共重合体およびその場重合ビニル芳香族モノマーは、米国特許第3,959,189号、第4,168,353号、第4,303,756号、第4,303,757号、および第6,908,949号に記載されるもののうちの1つまたは複数であり、その関連する部分は参照により本明細書に組み込まれている。本発明に使用することができるそのような共重合体の非限定的な例には、NOVA Chemicals Inc.,Pittsburgh,PAから商品名ARCELの下で入手可能な、かつSekisui Plastics Co,Ltd.,Tokyo,JapanからPIOCELANの下で入手可能なものが含まれる。
【0127】
本発明の実施形態では、含浸された樹脂ビードは、本発明による成型機器内で使用されるに先立ち、部分的に発泡させられる、または「予備発泡される」。したがって、この樹脂ビードは、少なくとも0.008g/cc(0.5lb/ft3)の、ある場合には少なくとも0.02g/cc(1.25lb/ft3)の、別の場合には少なくとも0.024g/cc(1.5lb/ft3)の、ある状況では少なくとも0.028g/cc(1.75lb/ft3)の、ある事例ではには少なくとも0.032g/cc(2lb/ft3)の、別の事例では少なくとも0.048g/cc(3lb/ft3)の、特定の事例では少なくとも0.052g/cc(3.25lb/ft3)または0.056g/cc(3.5lb/ft3)の嵩密度に予備発泡させることができる。非発泡樹脂ビードが使用されるとき、より高い嵩密度のビードを使用することができる。そのようなものとして、この嵩密度は0.64g/cc(40lb/ft3)まで高くすることができる。予備発泡された樹脂ビードの嵩密度は、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0128】
ポリマー粒子、樹脂ビードおよび/または予備発泡粒子の嵩密度は、(周囲状態で24時間寝かされた)知られている容積のポリマー粒子、樹脂ビードおよび/または予備発泡粒子の重量を測ることによって求められる。
【0129】
発泡ステップは、蒸気、高温空気、高温水、または輻射熱などの、任意の従来方式の加熱媒体で含浸されたビードを加熱することによって従来どおりに行われる。含浸熱可塑性プラスチック粒子の予備発泡を行うための一般に受け入れられている1つの方法は、米国特許第3,023,175号に教示されており、その関連する部分が参照により本明細書に組み込まれている。
【0130】
本発明の多くの実施形態では、この予備発泡された樹脂ビードは、少なくとも10μmの、ある状況では少なくとも25μmの、ある場合には少なくとも50μmの、別の場合には少なくとも75μmの、ある事例では少なくとも100μmの、別の事例では少なくとも150μmの平均粒子サイズを有する。同様に、この予備発泡された樹脂ビードは、600μmまでの、ある事例では550μmまでの、別の事例では500μmまでの、ある場合には450μmまでの、別の場合には400μmまでの、かつある状況では350μmまでの平均粒子サイズを有することができる。予備発泡された樹脂ビードの最大平均サイズは、本明細書で説明したような鋳型内に発泡性樹脂ビードおよび/または予備発泡された樹脂ビードの供給を可能にするように2部鋳型の寸法によって制限される。予備発泡された樹脂ビードは、大きすぎるビードを取り除くために篩い分けすることができる。この実施形態で使用される予備発泡された樹脂ビードは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0131】
本発明は、上記で説明した方法により使用することができる、ラベルの貼られた発泡樹脂容器を製造するための装置を提供する。本発明の装置は、
1つまたは複数の第1のブレースによって取り付けられる第1のレッグおよび第2のレッグ、1つまたは複数の第2のブレースによって第2のレッグに取り付けられる第3のレッグ、1つまたは複数の第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ1つまたは複数の第4のブレースによって第1のレッグに取り付けられる第4のレッグとから構成されるフレームと、
第2のブレースおよび第4のブレースに取り付けられる少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
第1のブレースおよび第3のブレースに取り付けられ、かつ鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入部分にあり、雌部分が移送位置にあるとき雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを含む。
【0132】
雌部分および雄部分は通常、良好な熱伝導材料である金属および/または金属合金から作られる。そのようなものとして、それらは合金またはクラッド層内に、限定ではなく、銅、鉄、銀、アルミニウム、タングステン、マンガン、ニッケル、青銅、クロム、マンガニン、コンスタンタン、ニクロムおよびそれらの組み合わせから選択される材料を含有することができる。さらに、雌部分の内壁を硬質金属または合金で取り囲むことができる層を含むことが望ましい可能性がある。この硬質材料は、雌部分の内壁の表面を損傷することなく清掃できる表面をもたらす。内壁に対する損傷は、成型中に容器の雌部分へのくっつきを生じさせ、望ましくない予定外の機械休止時間に繋がる可能性がある。硬質材料は、限定ではなくステンレス鋼、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、バナジウム、ならびにそれらの組み合わせおよびそれらの合金から選択することができる。
【0133】
本発明の実施形態では、かつ本発明で使用するラベルシートを供給するために、本発明の装置は1つまたは複数のラベルシート格納箱および格納箱からマンドレルにラベルシートを移送するようになされた同じ数の吸引プレートを含む。そのようなものとして、本発明の装置は、
複数のラベルシートを保持するようになされ、フレームに取り付けられかつ装荷位置と供給位置の間を移動するようになされた1つまたは複数の格納箱と、
アームに取り付けられた1つまたは複数の吸引プレートであって、アームはフレームに取り付けられ、吸引プレートが格納箱内の頂部ラベルに極めて接近している取り上げ位置と、マンドレルカーが準備完了位置にあるとき吸引プレートがマンドレルに極めて接近している供給位置の間をアームが移動するようになされた、吸引プレートとを含む。
【0134】
本発明の装置は、吸引プレートアームに取り付けられる位置決めフィンガーも含むことができる。この位置決めフィンガーは、ラベルシートをマンドレルの周りに巻きつけるようになされている。
【0135】
本発明による装置は、2部鋳型の対応する雄部分および雌部分の任意の数と、集合的に「空洞部品」と呼ばれるマンドレルおよびリムーバの対応する数とを含むことができる。いかなる方法でも本発明の範囲を限定する意味ではなく、本発明による装置は装置の所望の処理量に応じて、1つの空洞部品、2つの空洞部品等々、ある場合には24の空洞部品を有することができる。本発明の一実施形態では、装置は1から24の、ある場合には1から12の、別の場合には1から10の、ある状況では2から10の、別の状況では2から8の、ある事例では4から8の空洞部品を有することができる。例示的な目的のための本発明の以下の実施形態は、限定ではなく、6つの空洞部品を有する(図9〜図18)本発明によるラベルの貼られた容器を製造するための装置を説明する。図9に示すような本発明のこの実施形態では、マンドレルレール209はマンドレルカー211の上方に配置される。マンドレルカー211の安定性を増加させるために、任意選択で1つまたは複数の追加のマンドレルレール208をマンドレルカー211の底部に近接して配置することができる。マンドレルカー211は、マンドレルカー211の第1の側面から延びる6個のマンドレル212とマンドレルカー211の第2の側面から延びる6個のリムーバ214を含む。マンドレルカー211は、マンドレルレール209に沿って移動するようになされた移動ハウジング270と、任意選択で追加のマンドレルレール208に沿って移動するようになされた底部移動ハウジング207とを含む。マンドレルレール208および209に沿った移動は、非限定的な例では空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動、電気モータ駆動または手動である適した移動手段271を使用して行うことができる。移動ハウジング270は、マンドレルレール209および/または追加マンドレルレール208(図示せず)の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー272を有することができる。別法として(かつ図示しないが)、マンドレルレール208および/または209に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。マンドレルカー211の準備完了位置および挿入位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部をマンドレルレール208または209上に配置することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部内の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図9では、マンドレルカー211は準備完了位置で示されている。
【0136】
ラベル格納箱276、吸引プレート278、およびラベル貼りフィンガー280を含む、ラベル貼りアーム274も図9に示されている。ラベル格納箱276は枢動アーム282を介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。枢動アーム282は、(図示の)供給位置から装荷位置に移動することができ、そこで格納箱276はマンドレルカー211および吸引プレート278から離れて回転する。装荷位置では、ラベルシートをラベル格納箱276内に配置することができる。供給位置では、ラベルは吸引プレート278を使用して取り外すことができる。
【0137】
吸引プレート278およびラベル貼りフィンガー280は、支持部284と、吸引プレート278を供給位置にかつラベル貼りフィンガー280を(図示の)休止位置に同時に置いて回転する、あるいは吸引プレート278が取り上げ位置にあり、ラベル貼りフィンガー280がマンドレル直上の巻き付け位置にあるように吸引プレート278をマンドレルカー211から離して回転するようになされた回転バー286とを介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。取り上げ位置では吸引プレート278は頂部ラベルシートをラベルシートスタック279から取り外すことができる。
【0138】
図10に示す本発明の一実施形態では、回転格納箱ハウジング200をラベルを本明細書で説明する機械およびプロセスに供給するために使用することができる。回転格納箱ハウジング200は、上側支持アーム201、下側支持アーム202、回転手段203、回転軸204、第1のラベル格納箱205および第2のラベル格納箱206を含む。
【0139】
回転格納箱ハウジング200は、ラベル貼りアーム274と上側支持アーム201、下側支持アーム202内に事前配置された穴に固定される機械ねじを介してラベル貼りアーム274に取り付けることができる。動作中、ラベルは本明細書で説明したように吸引プレート278によって第1のラベル格納箱205から取り外される。第1のラベル格納箱205内のラベルが供給位置にあり、使い切られる一方で、新しい一群のラベルが第2のラベル格納箱206上に装荷される。第1のラベル格納箱205上の少なくとも1つのラベルスタックが、完全にまたは規定されるラベルの数までのいずれか間で使い切られるとき、回転手段203が第2のラベル格納箱206を供給位置内に、第1のラベル格納箱205を装荷位置内に回転軸204の周りを回転させる。
【0140】
本発明の一実施形態では、回転手段203は、非限定的な例として、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動、電気モータであることができ、あるいは適したハンドルを使用して手動で行うことができる。格納箱205および206の装荷位置および供給位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部を回転軸204に、または回転手段203に配置することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部内の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。
【0141】
本発明の別の実施形態では、ラベルのスタックが低くなり過ぎたときを判定するために、いずれかの格納箱205,206または276上にセンサを配置することができる。このセンサは、信号(非限定的な例として、閃光灯または可聴警報)を起動するか、かつ/または回転手段203に格納箱205および206を回転軸204周りに回転させるように信号を送るかのいずれかに設定することができる。
【0142】
図11を参照すると、本発明の実施形態では、ラベル貼りフィンガー280がラベルをマンドレル212上に位置決めするために使用される。ラベル貼りフィンガー280は、左ラベル貼りフィンガー230の外側表面232に沿って取り付けられる複数の左ラベル配置案内部231を含む左ラベル貼りフィンガー230を含む。ラベル貼りフィンガー280は、右ラベル貼りフィンガー233の外側表面235に沿って取り付けられる複数の右ラベル配置案内部234を含む右ラベル貼りフィンガー233も含む。以下でより詳細に説明するラベル配置中、ラベル貼りフィンガー230および233は、マンドレル212の外側縁部の周りを旋回する。配置中にラベル貼りフィンガー230および233のラベルと接触する唯一の部分は、マンドレル212上の所望のラベル配置を確実にするためにマンドレル212の形体(features)と位置合わせされる、ラベル配置案内部231および234のみである。
【0143】
図12A〜図12Dに示すように、吸引プレート278がラベルシート210をマンドレル212上に配置した後、ラベル貼りフィンガー280がマンドレル212上に位置決めされる(巻き付け位置)。ラベル貼りフィンガー280は、ラベル貼りアーム274から延びる回転機構288に取り付けられる回転アーム290および291を介してラベル貼りアーム274に取り付けられる。適当なモータまたは他の機構を介して回転アーム290および291は、マンドレル212上で開始し(図12A)、マンドレル212の上面を横切って(図12B)、かつマンドレル212の輪郭に沿って、それらがマンドレル212の下面に到達するまで(図12C)、ラベル貼りフィンガー280をラベルシート210に沿って反対方向に移動させる。次いでラベル貼りアーム290および291は、ラベル貼りフィンガー280を開始位置(図12D)に戻し、マンドレル212は、上記で説明したように真空を介してそれに取り付けられるラベルシート210を有する。
【0144】
図13は、(装置290をより完全に示すためにこの図では部分的に切り欠かれている)第1のレッグ293と、頂部第1のブレース291および底部第1のブレース292によって取り付けられる第2のレッグ294、(隠されている)頂部および底部第2のブレースによって第2のレッグ294に取り付けられる(この図では隠されている)第3のレッグ、(隠されている)頂部および底部第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ頂部第4のブレース296および底部第4のブレース297によって第1のレッグ293に取り付けられる第4のレッグ295から構成されるフレームを含む装置290を示す。装置290内のセンサ、アクチュエータ、駆動部、サーボ、レゾルバ、リレー、モータ、およびフィードバックループとインターフェイスする、マイクロプロセッサかつ/または制御コンピュータを監視し、かつそれらにプログラムするために、制御パネル298を使用することができる。
【0145】
マンドレルレール209は、頂部第1のブレース291および頂部第3のブレースに取り付けられ、底部第2のブレースおよび第4の底部ブレース297に取り付けられる鋳型空洞レール304に直角に向いている。ラベル貼りアーム274は頂部第4のブレース296および底部上ブレース297に取り付けられる。
【0146】
装置290は、本発明によるラベルの貼られた容器を製造するようになされ、準備完了位置にあるマンドレルカー211を有して図13に示されている。マンドレルカー211は、上記で説明したように移動ハウジング270を介してマンドレルレール209に取り付けられる。上記で説明したようにマンドレル212は、上記で説明したようにラベルが取り付けられて示されている。
【0147】
上記で説明したように、2部鋳型314の6つの雌部分306を含む雌鋳型空洞カー300が、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた雌移動ハウジング305上に置かれている。鋳型空洞レール304に沿った雌鋳型空洞カー300の移動は、電気モータ、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動を使用して、または手動によって行うことができる。雌移動ハウジング305は、鋳型空洞レール304の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー302を含むことができる。別法として(かつ図示しないが)、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。雌鋳型空洞カー300の成型位置および取り外し位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、機械的停止部を鋳型空洞レール304上に配置することができる。一時的なまたは脱着式の停止部を移送位置に対して使用することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図13では、雌鋳型空洞カー300は成型位置で示されている。
【0148】
本発明の一実施形態では、雌鋳型空洞カーの移送位置および成型位置は、同じ位置であることができる。
【0149】
図14を参照すると、雌鋳型空洞カー300の非成型側上で、本明細書で説明する成型プロセスで使用するための発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、ビードホッパー330に供給され、そこから発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、ビードライン331を介して2部鋳型314の6つの雌部分306に供給される。ビードを2部鋳型314内に引き込むのを助けるために真空を鋳型314から加えることができ、かつ/または樹脂ビードの2部鋳型314内への流れを助力するために圧力をビードホッパー330から加えることができる。非限定的な例として、ビードライン331は、漏斗形状のポート180に接続することができる(図8参照)。
【0150】
再び図14を参照すると、蒸気および水が蒸気入口332および水入口333を介して2部鋳型314の雌部分306に供給され、蒸気出口334および水出口335を介して取り除かれる。現行の成型プロセス中に雌部分306内に蒸気または水が必要とされるとき、蒸気入口332および/または水入口333が開かれ、蒸気および/または水は雌入口マニホールド336に移動し、非限定的な例として、図8に示すように雌部分154内のポート175に接続することができる雌入口ライン337を介して2部鋳型314の雌部分306の各々に引き続き分配される。蒸気および/または水は、非限定的な例として、図8に示すように雌部分154内の環状マニホールド177に接続することができる雌出口ライン338を介して2部鋳型314の雌部分306から取り除かれる。蒸気および/または水は、雌出口ライン338に沿って雌出口マニホールド339まで移動し、そこで外に出る蒸気および/または水は蒸気出口334または水出口335を介して取り除かれる。
【0151】
雌部分内に挿入される、2部鋳型314の6つの雄部分320を含む雄鋳型空洞カー310が、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた雄移動ハウジング316上に置かれている。鋳型空洞レール304に沿った雄鋳型空洞カー310の移動は、電気モータ、空圧駆動、機械駆動、サーボ駆動を使用して、または手動によって行うことができる。雄移動ハウジング316は、鋳型空洞レール304の少なくとも一部分の周りに嵌合する1つまたは複数のカラー312を含むことができる。別法として(かつ図示しないが)、鋳型空洞レール304に沿って移動するようになされた車輪を使用することができる。雄鋳型空洞カー310の成型位置および延長位置のところでの再現可能な配置を確実にするために、恒久的な機械的停止部を鋳型空洞レール304上に配置することができる。一時的なまたは脱着式の停止部を解放位置に対して使用することができる。別法としてこの停止部は、空圧駆動部またはアクチュエータの行程距離を設定することによって、あるいはサーボ駆動部の回転または角度の数を規定することによって実現することができる。図13では、雄鋳型空洞カー300は成型位置で示されている。
【0152】
図15を参照すると、蒸気および水が蒸気入口342および水入口343を介して2部鋳型314の雄部分320に供給され、蒸気出口344および水出口345を介して取り除かれる。現行の成型プロセス中に雄部分320内に蒸気または水が必要とされるとき、蒸気入口342および/または水入口343が開かれ、蒸気および/または水は雄入口マニホールド346に移動し、非限定的な例として、図8に示すように雄部分152内のパイプ155に接続することができる雄入口ライン347を介して2部鋳型314の雄部分320の各々に引き続き分配される。雄部分320を出る蒸気および/または水は、非限定的な例として、図8に示すように雄部分152内の環状出口156に接続することができる雄出口ライン348を介して2部鋳型314の雄部分320から取り除かれる。蒸気および/または水は、雄出口ライン348に沿って雄出口マニホールド349まで移動し、そこで外に出る蒸気および/または水は蒸気出口344または水出口345を介して取り除かれる。
【0153】
マンドレルカー211、雌鋳型空洞カー300および雄鋳型空洞カー310が図13に示す位置にある間に、ラベルの貼られた容器が上記で説明したように成型され、ラベルシート210が上記で説明したようにマンドレル212に付着させられる。成型サイクル中、適切な固定機構を2部鋳型314が正しく閉じているのを確実にするために係合させることができる。このステップは、同じ時間にかつほぼ同じ長さの時間実施することができる。したがって、樹脂ビードを鋳型空洞内に供給するステップ、予備加熱ステップ、加熱処理ステップ、および冷却ステップを含む成型作業は、少なくとも10秒内に、ある場合には少なくとも12秒内に、別の場合には少なくとも15秒内に完了させることができ、かつ完了するのに120秒まで、ある場合には100秒まで、別の場合には90秒までかかる可能性がある。この成型作業は、上記で示された時間枠内で完了させることができ、あるいは上記で示された任意の時間枠の間を変化する時間枠内で完了させることができる。上記で説明したようにラベルシートを抽出するステップ、ラベルシートをマンドレル上に配置するステップ、およびラベルシートをラベル貼りフィンガーを使用してマンドレルの周りに巻き付けるステップを含むラベル貼り作業ステップは、少なくとも20秒内に、ある場合には少なくとも30秒内に、別の場合には少なくとも40秒内に完了させることができ、かつ完了するのに120秒まで、ある場合には100秒まで、別の場合には90秒までかかる可能性がある。
【0154】
図16は、雌鋳型空洞カー300が取り外し位置にあり、雄鋳型空洞カー310が解放位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は雄部分320に取り付けられている。マンドレルカー211は、マンドレル312に取り付けられたラベルシートを有して挿入位置にある。この位置にある間に、(この図では隠されている)リムーバがラベルの貼られた容器324を雄部分320からリムーバに引くために真空を加える。マンドレルカーおよび雄鋳型空洞カーが所定の位置にあるとき、このラベルの貼られた容器は雄部分からリムーバに1から10秒内に、ある場合には2から8秒内に、別の場合には3から6秒内に移送することができる。
【0155】
図17は、雌鋳型空洞カー300が移送位置にあり、雄鋳型空洞カー310が延長位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は(この図では隠されている)リムーバに取り付けられている。マンドレルカー211は挿入位置にある。1つまたは複数のセンサを、前に成型された容器が雌部分314から取り外されているのをマンドレルカー211を挿入位置内に移動させる前にチェックするために雄鋳型空洞カー310上に配置することができる。前の容器が取り外されていない場合は、センサは装置290を停止させ、作業者に警告するのに適した信号(非限定的な例として、閃光灯または可聴警報)を起動するか、かつ/または故障の装置を制御することができる。この位置シナリオでは、ラベルシートは上記で説明したように雌部分314内に配置される。マンドレルが雌部分内に挿入されているとき、ラベルシートをマンドレルから雌部分の内壁に移送することができる。ラベルシートの移送は、1から10秒内に、ある場合には2から8秒内に、別の場合には3から6秒内に成し遂げることができる。
【0156】
図18は、雌鋳型空洞カー300が取り外し位置にあり、雄鋳型空洞カー310が延長位置にある装置290を示す。図示のように、ラベルの貼られた容器324は(この図では隠されている)リムーバに取り付けられている。マンドレルカー211は挿入位置にある。この位置シナリオでは、ラベルシートは雌部分306内に配置されており、雌鋳型空洞カー300は、最早雌部分306と接触しておらずラベルシートの存在しないマンドレル212から離れて戻っている。
【0157】
図18に示す位置から、このカーは図13に示す位置に移動して戻る。マンドレルカー211が準備完了位置に復帰した後、リムーバへの真空は中断され、ラベルの貼られた容器324をさらに処理し梱包するために、リムーバから離して落とすために、またはそうではなくリムーバから取り外すために圧縮空気を任意選択で加えることができる。引き続いて、成型サイクルを2部鋳型318内で行うことができ、ラベルを上記で説明したようにマンドレル212上に配置することができる。したがって、本発明の装置は、本発明によるラベルの貼られた容器を連続的に製造する。
【0158】
任意の適切な空圧駆動、サーボ駆動、またはアクチュエータを本発明で使用することができる。適切な空圧駆動には、限定ではなく単動式、ばね復帰単動式、複動式空圧シリンダが含まれる。本発明に使用することができる適切なサーボ駆動には、限定ではなく関連するモータ、増幅器、電力供給部、フィードバックユニット、およびブレーキを含むことができる、Bosch Rexroth Corp.,Hoffman Estates,IL、およびGE Fanuc Automation,Inc.,Charlottesville,VA.から入手可能なものが限定ではなく含まれる。本発明に使用することができる適切な空圧駆動部またはサーボ駆動されるアクチュエータには、Norgren Inc.,Littleton,CO;Universal Fluid Power Pty Ltd.,Moorooka,Queensland,Australia;SP Air Limited,Manchester,United Kingdom、Bosch RexRoth Corp.,Bethlehem,PA,Siemens AG,Munich,Germany、SMC Corp.,Indianapolis,IN,およびFesto USA,Hauppauge,N.Y.から入手可能なものが含まれる。
【0159】
本発明による装置は、本発明のラベルの貼られた容器を製造する方法に使用することができる。この方法は、
吸引穴を通り加えられる真空を使用してラベルシートを保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、かつ任意選択でマンドレルの吸気穴から圧縮空気の「一吹き」加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放することによって、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む。
この方法の一実施形態では、ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップは、
レールに平行な関係で積み重ねられたラベルシートを収容する格納箱からラベルシートを抽出するステップであって、格納箱はフレームに取り付けられ、装荷位置と供給位置の間を回転するようになされ、ラベルは、フレームに取り付けられかつ取り上げ位置と付着位置の間を移動可能なアームに取り付けられた、吸引プレートによって格納箱から抽出され、この吸引プレートは格納箱内の頂部ラベルの表面に接触するようになされ、かつ真空を加えることを介して頂部ラベルを抽出しかつ保持するようになされている、ラベルシートを抽出するステップと、
吸引プレートに保持されるラベルを有する吸引プレートを取り上げ位置から付着位置に移動させるステップと、
ラベルシートを準備完了位置にあるマンドレルの直接上に位置決めするステップであって、準備完了位置にあるマンドレルは吸引プレートの付着位置と位置合わせされ、挿入位置にあるマンドレルは雌部分に水平方向に対向する位置に位置合わせされる、位置決めするステップと、
上記で説明したように、マンドレルを通り真空を加え、かつ吸引プレートに加えられる真空を中断することによって、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送するステップと、
マンドレルカーおよびマンドレルに取り付けられたラベルシートを有するマンドレルを、準備完了位置から挿入位置に移動させるステップであって、雌部分が取り外し位置にある、移動させるステップと、
雌部分を取り外し位置から移送位置に移動させ、ラベルシートを雌部分の内壁に隣接して所定の位置に位置決めするステップと、
マンドレルへの真空を中断するステップと、
ラベルシートと雌部分の内壁表面の間に静電誘引力を与えるために、静電ピンに十分な電圧を発生させることによってラベルシートに静電荷を加えるステップと、
マンドレルから雌部分の内壁表面へのラベルの移動をもたらすように、任意選択でマンドレルから圧縮空気の「一吹き」を加えるステップと、
雌部分を移送位置から取り外し位置に移動させるステップと、
マンドレルを挿入位置から準備完了位置に移動させるステップとによって行うことができる。
【0160】
本発明の別の実施形態では、ラベル材料は上記で説明したような表面静電荷を維持する能力がある。この実施形態の具体的な態様では、ラベル材料の表面固有抵抗は1010Ω/sqより大きい。
【0161】
本方法の別の実施形態は、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送した後、吸引プレートアームに取り付けられた位置決めフィンガーを使用して、ラベルシートをマンドレルの周りに巻き付けるステップを含む。
【0162】
本方法の具体的な実施形態では、マンドレルは上記で説明したように雌部分内に位置決めされるとき自由に動く。
【0163】
本発明の多くの実施形態では、
雌部分を取り外し位置から成型位置に移動させるステップと、
雄部分を延長位置から成型位置に移動させるステップとによって、雄部分は鋳型空洞を形成するように2部鋳型の雌部分内に水平方向に位置決めされる。
【0164】
本発明の方法では、2部鋳型の雌部分および雄部分は、雌部分が取り外し位置にあるとき雄部分および雌部分は間隔があいており互いに接触しないように、かつ雄部分が解放位置または延長位置にあるとき雄部分は間隔があいており雌部分と接触しないようになされている。
【0165】
本発明の一実施形態では、発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードは、雌部分内の1つまたは複数の供給通路を介して鋳型空洞に加えられ、樹脂ビードの発泡および溶融中、鋳型空洞から供給通路を閉じかつシールするようになされた弁が供給通路の端部に配置される。
【0166】
本発明の別の実施形態では、鋳型空洞に加えられる熱は雄部分および雌部分で独立に制御することができる。したがって、熱を加えるステップは、雄部分に熱サイクルを適用するステップから独立した、雌部分に熱サイクルを適用するステップを含むことができる。
【0167】
この実施形態のいくつかの態様では、この方法は、雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞を蒸気で流すことによって鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0168】
この実施形態の別の態様では、この方法は雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0169】
この実施形態のさらに別の態様では、この方法は、雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、かつ雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって鋳型空洞を予熱するステップを含むことができる。このステップに、予熱後雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップが続くことができる。
【0170】
本発明の実施形態では、
雌部分から鋳型空洞内に圧縮空気を加えるステップ、および/またはラベルの貼られた容器を雄部分と共に移動させるのに十分な真空を雄部分から加えるステップと、
雌部分を成型位置から取り外し位置に移動させるステップと、
雄部分を成型位置から解放位置に移動させるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置から挿入位置に移動させるステップと、
ラベルの貼られた容器を雄部分から解放し、カップリムーバと接触したまま、かつカップリムーバと共に移動させるのに十分な真空を、ラベルの貼られた容器の底部に直接対向する向きにあるカップリムーバに加えるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置に移動させるステップと、
カップを解放し、カップがカップリムーバから離れて落ちるようにカップリムーバへの真空を取り除くステップとによって、ラベルの貼られた容器は冷却後鋳型空洞から取り外すことができる。
【0171】
本発明の方法では、ラベルシートを付着させるステップからラベルの貼られた容器を取り外すステップまでのステップを完了させるために必要な時間は、60秒より短く、ある場合には45秒より短く、別の場合には30秒より短く終わらせることができる。
【0172】
上記で説明した装置および方法は、
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された、上記で説明したような発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される、静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを含む、ラベルの貼られた発泡性樹脂容器を提供する。
【0173】
上記で示されるように、本発明の容器は、成型プロセス中に発泡プラスチック材料に、かつ容器の外壁と共に積層されるラベルシートを有する。本発明の容器の重要な特徴は、ラベルの貼られた外壁が平滑な円周表面を示すことである。
【0174】
このラベルは、第1の表面および第2の表面を有する上記で説明したような電気的絶縁基板、第1の表面の少なくとも一部分上に配設される上記で説明したような熱感受性接着剤、および任意選択でラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを含む。
【0175】
図19および図20に示すように、本発明による容器400は、平面では円形の形状であり、底部402と底部402から上向きかつ外向きに容器400の頂部のところの口406まで延びる側壁404を含み、そこで側壁404は、容器400の口406の周りで側壁404から半径方向外向きに突起する環状リム408に終端する。多数のそのような容器は入れ子関係で積み重ねることができ、かつそのように積み重ねられるとき、容器をスタックから分離するのを困難にする互いに楔止めになるのを防止することができる。ラベル410は、第1の端部412および第2の端部414を含み、それらは側壁404に沿って合致するところの第2の端部414の縁部416によって示される継ぎ目を形成するように重なることができる。上記で示すように、ラベル410は、特に継ぎ目416のところで平滑な円周表面を示すことに留意されたい。
本発明の一実施形態では、第1の端部412が上記で説明した継ぎ目を作り出すように第2の端部414に重なる。この実施形態では、熱感受性接着剤が第1の端部412の重なる部分の上表面の少なくとも一部分に接触するように、第2の端部414の重なる部分のみの底表面の少なくとも一部分にのみ塗布される。
【0176】
本発明の一実施形態では、このラベルの貼られた発泡または気泡プラスチック容器400は、発泡性ポリスチレン材料から成型することができる。
【0177】
本発明の別の実施形態では、このラベルの貼られた発泡または気泡プラスチック容器400は、高密度気泡プラスチック材料の薄壁製造物である。
【0178】
本明細書で使用されるとき、術語「薄壁」は、少なくとも0.5mmの、ある場合には少なくとも0.75mmの、別の場合には少なくとも1mmの側壁厚さを有し、かつ5mmまで、ある場合には4mmまで、別の場合には3mmまでであり得る容器を指す。この側壁厚さはしばしば容器高さにより変わり、それに応じて容器に十分な強度をもたらすように調整される。容器の側壁の厚さは、上記で列挙した任意の値の間のどのような値または範囲であることもできる。
【0179】
本発明によるラベルの貼られた容器は、例えば熱い、冷たいまたは他の飲料を貯蔵し、計量分配し、かつ/または飲むのに使用されるカップ、スープ、ヌードル、インスタントヌードル、野菜、肉、および油性食料品、非限定的な例としてフライドチキン、フレンチフライドポテト、油で揚げた水産物等を含む油で揚げた食物、ペットフードおよびスナック、ポテトチップス、プレツェル、等などの食品を貯蔵または計量分配するためのボール、および食料品および他の材料を貯蔵および計量分配するための他の容器または器であることができる。
【0180】
図19および図20で平面で円形形状であるとして例示されているけれども、本発明の容器は、本明細書で説明したように形状が成型するのに適用可能である限り、平面で任意の適切な形状を有することができる。そのようなものとして、本発明の容器は、平面で円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、十角形、台形、または平行四辺形のような形状を有することができる。
【0181】
本発明の別の実施形態では、本発明の容器は鋳型内ラベルの貼られた平滑な円周ラベル表面なしで同様に製造される容器と比較するとき、改善されたリム強度を有する。
【0182】
本明細書で使用されるとき、「リム強度」は、Chatillon model DFGHS デジタル力ゲージ(AMETEK US Gauge Division,CHATILLON Brand Products,Largo,Florida)を使用して求められる。このデジタル力ゲージは、力ゲージがリム下の1インチ(25.4mm)の距離のところで容器の1つの側面を設定距離1/4インチ(6.35mm)間一定速度で押すように設定される。この移動はサーボモータで制御される。6.35mm(1/4インチ)に達したとき、サーボは停止しピーク力値が記録される。報告される測定値は5個のランダムに選択された容器に対して求められた値の平均である。
【0183】
非限定的な例として、本発明のカップは、基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、ラベルを含まない容器のリム強度より少なくとも50%大きい、ある場合には少なくとも75%大きい、別の場合には少なくとも90%大きいリム強度を有することができる。
【0184】
さらに、鋳型内ラベルの貼られた平滑な円周ラベル表面を有する本発明の容器は、容器の側壁の周りに「ラベルを巻き付ける」ことによって成型後ラベル貼りされて同様に製造される容器と比較するとき、改善されたリム強度を有する。非限定的な例として、基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、本発明のカップは、成型後ラベル貼りされる容器のリム強度より少なくとも5%大きい、ある場合には少なくとも10%大きい、別の場合には少なくとも15%大きいリム強度を有することができる。
【0185】
本発明の別の実施形態では、本発明の容器のリム強度は、少なくとも0.3KG、ある場合には少なくとも0.4KG、別の場合には少なくとも0.5KGである。
【0186】
本発明のラベルの貼られた容器のリムは、この分野で容易に知られているような蓋を受け入れるようになされることができる。さらに、このラベルの貼られた容器は、この分野で知られているように、特に蓋がうっかりラベルの貼られた容器から取り外されるのを防止するためにシュリンク包装することができる。
【0187】
したがって本発明の容器は、蓋を受け入れるようになされたリムを含むことができ、かつリムに固定される蓋を含むことができる。蓋付きの容器にシュリンク包装が適用されるとき、保証されたかつ/またはシールされた貯蔵器、カップ、またはボールが提供される。
【0188】
本発明は、以下の実施例を参照することによってさらに説明されるであろう。以下の実施例は単に本発明の例示であり、限定するためのものではない。そうではないと指示されない限り全てのパーセントは重量により、そうではないと特定されない限りポルトランドセメント(登録商標)が使用される。
【実施例1】
【0189】
約400μmの平均粒子サイズを有するポリスチレン樹脂ビード(NOVA Chemicals Inc.,Pittsburgh,PAから入手可能なDYLITE(登録商標)T Beads)が6.25lb/ft3(0.1g/cc)の嵩密度まで予備発泡された。図9〜図18に記載される機械を使用して12オンス(325g)のカップが製造された。サンプル1用のカップが本明細書で説明された鋳型内ラベル貼り技術を使用してラベルが貼られた。サンプル2用の325g(12オンス)の気泡カップ、または「基礎カップ」が鋳型内ラベル貼りなしで図9〜図18に記載される機械を使用して成型され、ラベルはカップ上に巻き付けられ、接着剤としてAvery Permanent Glue Stic(Avery(登録商標) Dennison Corp.,Pasadena,California)を使用して固定された。サンプル3用の12オンス(325g)の発泡カップ、または「基礎カップ」が、図9〜図18に記載される機械を使用して成型され、ラベルが貼られなかった。全てのカップは、1.8mmの壁厚さを有していた。
【0190】
各サンプルからの5個のカップのリム強度が、Chatillon model DFGHS デジタル力ゲージ(AMETEK US Gauge Division,CHATILLON Brand Products,Largo,Florida)を使用して測定された。このデジタル力ゲージは、力ゲージがリム下の1インチ(25.4mm)の距離のところでカップの1つの側面を、設定距離1/4インチ(6.35mm)間一定速度で押すように設定される。この移動はサーボモータで制御される。1/4インチ(6.35mm)に達したときサーボは停止し、ピーク力値が記録される。結果は以下に示されている。
【表1】
【0191】
このデータは、本発明による鋳型内ラベル貼り成型機械および方法を使用して作られる容器の改善されたリム強度を実証している。本発明の容器のリム強度は、ラベルが貼られていない容器に対して測定されたものより96%大きいとして測定され、本発明の容器のリム強度は、成型後ラベルの貼られた、または「巻き付けラベル貼りされた」容器に対して測定されたものより20%大きいとして測定された。
【0192】
本発明は、その特定の実施形態の具体的な詳細を参照して説明されてきた。そのような詳細は、それらが添付の特許請求の範囲に含まれる限りかつその範囲までを除き、本発明の範囲を限定するものとして見なされるためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【0193】
【図1A】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1B】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1C】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1D】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1E】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図1F】本発明の方法による一ステップでの2部鋳型の雌および雄部分、リムーバを有するマンドレル、ラベルシートおよびラベルの貼られた容器の間の関係を示す上平面図である。
【図2】本発明によるリムーバを有するマンドレルを示す軸方向断面図である。
【図3】本発明によるマンドレルの斜視図である。
【図4】本発明によるマンドレルの上側面立面図である。
【図5】本発明によるマンドレルの底側面立面図である。
【図6】本発明によるマンドレルの横断面図である。
【図7】本発明による2部鋳型の組み立てられた雄および雌部分を示す軸方向断面図である。
【図8】本発明による2部鋳型の組み立てられた雄および雌部分を示す軸方向部分断面図である。
【図9】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の一部分である、マンドレルカーおよびラベル貼りアームの斜視図である。
【図10】本発明による回転可能なラベル格納箱ハウジングの斜視図である。
【図11】本発明で使用することができるラベルフィンガーおよびマンドレルの斜視図である。
【図12A】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12B】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12C】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図12D】本発明によるマンドレルの周りにラベルを巻きつけるラベル貼りフィンガーの段階を追っての上平面図である。
【図13】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図14】本発明で使用することができる雌鋳型空洞カーの後面斜視図である。
【図15】本発明で使用することができる雄鋳型空洞カーの後面斜視図である。
【図16】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図17】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図18】本発明によるラベルの貼られた容器を作るための装置の斜視図である。
【図19】本発明による容器の立面図である。
【図20】本発明による容器の底部平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり、雌カーが移送位置にあるとき雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある、1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを備える、ラベル付き発泡樹脂容器を製造するための装置。
【請求項2】
1つまたは複数の第1のブレースによって取り付けられる第1のレッグおよび第2のレッグ、1つまたは複数の第2のブレースによって第2のレッグに取り付けられる第3のレッグ、1つまたは複数の第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ1つまたは複数の第4のブレースによって第1のレッグに取り付けられる第4のレッグを備えるフレームをさらに備え、少なくとも1つの鋳型空洞レールが第2のブレースおよび第4のブレースに取り付けられ、少なくとも1つのマンドレルレールが第1のブレースおよび第3のブレースに取り付けられる、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
マンドレルが、
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
第1の底部から第2の底部までマンドレル表面に沿って配置される複数の荷電ピンと、
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面が、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
非伝導性材料がフッ素重合体、オレフィンの単独重合体および共重合体、ビニル芳香族モノマーの単独重合体および共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、塩化ビニルの単独重合体および共重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、セラミックス、木材、ガラス、エラストマー系ポリマー、それらの組み合わせ、およびここに記載された1つまたは複数の材料で被覆した金属からなる群から選択される1つまたは複数の材料を含む、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
マンドレルが雌部分内に配置されるとき自由に動く、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
複数のラベルシートを保持するようになされ、フレームに取り付けられかつ装荷位置と供給位置の間を移動するようになされた1つまたは複数の格納箱と、
アームに取り付けられた1つまたは複数の吸引プレートであって、アームがフレームに取り付けられ、吸引プレートが格納箱内の頂部ラベルに極めて接近している取り上げ位置と、マンドレルカーが準備完了位置にあるとき吸引プレートがマンドレルに極めて接近している供給位置の間をアームが移動するようになされた吸引プレートとをさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
各雄部分が2部鋳型の雌部分鋳型に対して水平方向で対向している、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
雌部分がステンレス鋼を含みかつ雄部分が青銅を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
吸引穴を通り加えられる真空を使用してラベルシートを保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放することによって、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む、請求項3に記載の装置を使用してラベルの貼られた発泡樹脂容器を成型する方法。
【請求項10】
マンドレルが雌部分内に配置されるとき自由に動く、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
熱を加えるステップが、雄部分に熱サイクルを適用するステップから独立した、雌部分に熱サイクルを適用するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項12】
ラベルシートが表面静電荷を維持することができる材料を備える、請求項9に記載の方法。
【請求項13】
ラベルシートの表面固有抵抗が1010Ω/sqより大きい、請求項9に記載の方法。
【請求項14】
2部鋳型の雌部分および雄部分が、雌部分が取り外し位置にあるとき雄部分および雌部分は間隔があいており互いに接触しないように、かつ雄部分が解放位置または延長位置にあるとき雄部分は間隔があいており雌部分と接触しないようになされている、請求項9に記載の方法。
【請求項15】
レールに平行な関係で積み重ねられたラベルシートを収容する格納箱からラベルシートを抽出するステップであって、格納箱はフレームに取り付けられ、装荷位置と供給位置の間を回転するようになされ、ラベルは、フレームに取り付けられかつ取り上げ位置と付着位置の間を移動可能なアームに取り付けられた吸引プレートによって格納箱から抽出され、この吸引プレートは格納箱内の頂部ラベルの表面に接触するようになされ、かつ真空を加えることを介して頂部ラベルを抽出しかつ保持するようになされている、ラベルシートを抽出するステップと、
吸引プレートに保持されるラベルを有する吸引プレートを取り上げ位置から付着位置に移動させるステップと、
ラベルシートを準備完了位置にあるマンドレルの直接上に位置決めするステップであって、準備完了位置にあるマンドレルは吸引プレートの付着位置と位置合わせされ、挿入位置にあるマンドレルは雌部分に水平方向に対向する位置で位置合わせされるステップと、
マンドレルを通り真空を加え、かつ吸引プレートに加えられる真空を中断することによって、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送するステップと、
マンドレルカーおよびマンドレルに取り付けられたラベルシートを有するマンドレルを、準備完了位置から挿入位置に移動させるステップであって、雌部分は取り外し位置にある、移動させるステップと、
雌部分を取り外し位置から移送位置に移動させ、ラベルシートを雌部分の内壁に隣接して所定の位置に位置決めするステップと、
マンドレルへの真空を中断するステップと、
ラベルシートと雌部分の内壁表面の間に静電誘引力を与えるために、静電ピンに十分な電圧を発生させることによってラベルシートに静電荷を加えるステップと、
雌部分を移送位置から取り外し位置に移動させるステップと、
マンドレルを挿入位置から準備完了位置に移動させるステップとによってラベルシートが雌部分に付着させられる、請求項9に記載の方法。
【請求項16】
ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送した後、吸引プレートアームに取り付けられた位置決めフィンガーを使用して、ラベルシートをマンドレルの周りに巻き付けるステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
雌部分を取り外し位置から成型位置に移動させるステップと、
雄部分を延長位置から成型位置に移動させるステップとによって、鋳型空洞を形成するように、雄部分が2部鋳型の雌部分内に水平方向に位置決めされる、請求項9に記載の方法。
【請求項18】
雌部分から鋳型空洞内に圧縮空気を加えるステップ、および/またはラベルの貼られた容器を雄部分と共に移動させるのに十分な真空を雄部分から加えるステップと、
雌部分を成型位置から取り外し位置に移動させるステップと、
雄部分を成型位置から解放位置に移動させるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置から挿入位置に移動させるステップと、
ラベルの貼られた容器を雄部分から解放し、リムーバと接触したまま、かつリムーバと共に移動させるのに十分な真空を、ラベルの貼られた容器の底部に直接対向する向きにあるカップリムーバに加えるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置に移動させるステップと、
カップを解放し、かつカップがカップリムーバから離れて落ちるように、カップリムーバへの真空を取り除くステップとによって、ラベルの貼られた容器が冷却後鋳型空洞から取り外される、請求項9に記載の方法。
【請求項19】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが雌部分内の1つまたは複数の供給通路を介して鋳型空洞に加えられ、樹脂ビードの発泡および溶融中、鋳型空洞から供給通路を閉じかつシールするようになされた弁が供給通路の端部に配置される、請求項9に記載の方法。
【請求項20】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、ポリオレフィンおよびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼンとの共重合体、共役ジエン、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、オレフィン、および/または無水マレイン酸、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項21】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが発泡性ポリスチレン粒子を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項22】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが約10μmから約600μmの平均粒子サイズを有する、請求項9に記載の方法。
【請求項23】
雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項24】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項26】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、かつ雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項28】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
ラベルシートを付着させるステップからラベルの貼られた容器を取り外すステップまでのステップを完了させるために必要な時間が30秒より短い、請求項9に記載の方法。
【請求項30】
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される、静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを備える、ラベルの貼られた発泡性樹脂容器。
【請求項31】
ラベル材料が、
第1の表面および第2の表面を有する電気的絶縁基板と、
第1の表面の少なくとも一部分上に配設される熱感受性接着剤と、
ラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを備える、請求項30に記載の容器。
【請求項32】
ラベルが継ぎ目を作り出すようにラベルの第2の端部に重なる第1の端部を含み、熱感受性接着剤が、第1の端部の上表面の重なる部分の少なくとも一部分に接触するように、第2の端部の底表面の重なりの少なくとも一部分にのみ塗布される、請求項31に記載の容器。
【請求項33】
基板が、1つまたは複数の熱可塑性樹脂、セルロースベースの紙、および合成紙からなる群から選択される1つまたは複数の材料を含む、請求項31に記載の容器。
【請求項34】
熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂、エチレンアクリル酸共重合体、エチレン−C1〜C12アルキル(メタ)アクリレートエステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩、ポリ(4エチルー1−ペンテン)、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ABS樹脂、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数である、請求項33に記載の容器。
【請求項35】
ポリオレフィン樹脂が、プロピレン樹脂、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン環状オレフィン共重合体、プロピレンと1つまたは複数のアルファオレフインとの共重合体および、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項34に記載の容器。
【請求項36】
基板が130℃より高い溶融点を有する、請求項31に記載の容器。
【請求項37】
熱感受性接着剤が、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性エラストマー、アクリル樹脂、セルロース樹脂、印刷ラッカーおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数を含む、請求項31に記載の容器。
【請求項38】
ラベルが平滑な円周表面を示す、請求項30に記載の容器。
【請求項39】
ラベル材料の表面固有抵抗が、1010Ω/sqより大きい、請求項30に記載の容器。
【請求項40】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、ポリオレフィンの共重合体およびその場重合ビニル芳香族モノマー、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼンとの共重合体、共役ジエン、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、オレフィン、および/または無水マレイン酸、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数のポリマーを含む、請求項30に記載の容器。
【請求項41】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、約100μmから約600μmの平均粒子サイズ数を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項42】
側壁が0.75mmから5mmの厚さを有する、請求項30に記載の容器。
【請求項43】
成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、0.5lb/ft3(8.01g)から12lb/ft3(192g/l)の密度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項44】
円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、十角形、台形、または平行四辺形のようなものからなる群から選択される平面での形状を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項45】
基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、ラベルを含まない容器のリム強度より少なくとも50%大きいリム強度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項46】
基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、成型後ラベル貼りされる容器のリム強度より少なくとも5%大きいリム強度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項47】
成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、
モノマー混合物を水性システム内に分散させるステップと、
このモノマー混合物をフリーラジカル重合開始剤の存在の下で樹脂ビードの分散を形成するように重合させるステップと、
大きな粒子サイズビードを取り除くために樹脂ビードを篩い分けするステップと、
この樹脂ビードを発泡剤で含浸するステップとによって準備される、請求項30に記載の容器。
【請求項48】
ビニル芳香族モノマーが、スチレン、イソプロピルスチレン、アルファメチルスチレン、ニュークリアメチルスチレン、クロロスチレン、tert−ブチルスチレンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項40に記載の容器。
【請求項49】
ポリマーが、ビニル芳香族モノマーと、ジビニルベンゼン、共役ジエン、アルキルメタアクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニトリル、および無水マレイン酸からなる群から選択される1つまたは複数の他のモノマーとの共重合体である、請求項40に記載の容器。
【請求項50】
ポリマーが、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項40に記載の容器。
【請求項51】
ポリマーが、ポリオレフィン、およびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体である、請求項40に記載の容器。
【請求項52】
樹脂ビードまたは予備発泡されたビードが、発泡性ポリスチレン粒子を含む、請求項40に記載の容器。
【請求項53】
ポリマーが、約25,000から約1,000,000の重量平均分子重量を有する、請求項40に記載の容器。
【請求項54】
発泡剤が、窒素、六フッ化硫黄(SF6)、アルゴン、炭酸ガス、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、フルオロエタン(HFC−161)および1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、サイクロペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、アゾジカルボンアミド、アゾジイソブチロ−ニトリル、ベンゼンスルホニルヒドラジド、4,4−オキシベンゼンスルフォニル−セミカルバジド、p−トルエンスルフォニルセミ−カルバジド、バリウムアゾジカルボキシレート、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、トリヒドラジノトリアジン、クエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項47に記載の容器。
【請求項55】
発泡剤が、ビードの重量に基づいて約2重量%から約14重量%のレベルで、樹脂ビードまたは予備発泡されたビード内に存在する、請求項47に記載の容器。
【請求項56】
樹脂ビードを発泡剤で含浸するに先立って、樹脂ビードが1つまたは複数の分散助剤、非イオン性界面活性剤またはワックスを含む水性システム内に懸濁される、請求項47に記載の容器。
【請求項57】
分散助剤が、リン酸三カルシウム、酸化亜鉛、ベントナイト、タルク、カオリン、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、ポリビニルアルコール、アルキルアリールスルフォネート、ヒドロキシエチルセルローズ、ポリアクリル酸、メチルセルローズ、ポリビニルピロリドン、ナトリウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項56に記載の容器。
【請求項58】
分散助剤が、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項59】
非イオン性界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体を含む、請求項56に記載の容器。
【請求項60】
非イオン性界面活性剤が、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項61】
ソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体のHLBが約8から約22である、請求項59に記載の容器。
【請求項62】
ワックスが、20℃およびそれより下で固体であり、かつ125℃およびそれより上で液体である、請求項56に記載の容器。
【請求項63】
ワックスが、天然ワックスおよび/または合成ワックスから選択される、請求項62に記載の容器。
【請求項64】
ワックスが、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルアルコール、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール,アルカリル,またはアラルキルカルボン酸、それらの対応するアンモニアおよび金属塩、あるいはC1からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはそれらのアラルキルエステル、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール,アルカリル、またはアラルキル炭化水素、
ポリエチレン、
ポリプロピレン、
ポリエステル、
ポリエーテル、およびそれらの組み合わせ、
からなる群から選択される、請求項62に記載の容器。
【請求項65】
ワックスが、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項66】
容器がカップまたはボールである、請求項30に記載の容器。
【請求項67】
飲料、スープ、ヌードル、インスタントヌードル、野菜、肉、油性食料品、油で揚げた食物、ペットフード、ポテトチップス、またはプレツェルが中に貯蔵され、または中に計量分配される、請求項30に記載の容器。
【請求項68】
容器の頂部のところに環状リムをさらに備え、そこで側壁が、側壁から半径方向外向きに突起して終端する、請求項30に記載の容器。
【請求項69】
リムが蓋を受け入れるようになされている、請求項30に記載の容器。
【請求項70】
リムに固定される蓋をさらに備える、請求項69に記載の容器。
【請求項71】
シュリンク包装が蓋付きの容器に適用される、請求項70に記載の容器。
【請求項72】
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
マンドレル表面に沿って第1の底部から第2の底部まで、凹部内に配置される複数の荷電ピンと、
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面が、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を含む、ラベルを鋳型内に位置決めすることができるマンドレル。
【請求項1】
少なくとも1つの鋳型空洞レールと、
鋳型空洞レールに直角に向いた少なくとも1つのマンドレルレールと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、取り外し位置、移送位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ鋳型空洞レールに対し平行に向いた2部鋳型の少なくとも1つの雌部分を含む雌鋳型空洞カーと、
少なくとも1つの鋳型空洞レールに沿って、延長位置、解放位置、および成型位置の間を移動するようになされ、かつ2部鋳型の少なくとも1つの雄部分を含む雄鋳型空洞カーであって、雌および雄鋳型空洞カーがそれぞれそれらの成型位置にあるとき雌部分および雄部分が鋳型空洞を形成する雄鋳型空洞カーと、
少なくとも1つのマンドレルレールに沿って、準備完了位置と挿入位置の間を移動するようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり、雌カーが移送位置にあるとき雌部分内に着座するようになされた少なくとも1つのマンドレルを含むマンドレルカーであって、真空を引くようになされ、かつマンドレルカーが挿入位置にあり雄空洞カーが解放位置にあるとき雄部分に対し直接対向する向きにある、1つまたは複数のカップリムーバを含むマンドレルカーとを備える、ラベル付き発泡樹脂容器を製造するための装置。
【請求項2】
1つまたは複数の第1のブレースによって取り付けられる第1のレッグおよび第2のレッグ、1つまたは複数の第2のブレースによって第2のレッグに取り付けられる第3のレッグ、1つまたは複数の第3のブレースによって第3のレッグに取り付けられ、かつ1つまたは複数の第4のブレースによって第1のレッグに取り付けられる第4のレッグを備えるフレームをさらに備え、少なくとも1つの鋳型空洞レールが第2のブレースおよび第4のブレースに取り付けられ、少なくとも1つのマンドレルレールが第1のブレースおよび第3のブレースに取り付けられる、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
マンドレルが、
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
第1の底部から第2の底部までマンドレル表面に沿って配置される複数の荷電ピンと、
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面が、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
非伝導性材料がフッ素重合体、オレフィンの単独重合体および共重合体、ビニル芳香族モノマーの単独重合体および共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、塩化ビニルの単独重合体および共重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、セラミックス、木材、ガラス、エラストマー系ポリマー、それらの組み合わせ、およびここに記載された1つまたは複数の材料で被覆した金属からなる群から選択される1つまたは複数の材料を含む、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
マンドレルが雌部分内に配置されるとき自由に動く、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
複数のラベルシートを保持するようになされ、フレームに取り付けられかつ装荷位置と供給位置の間を移動するようになされた1つまたは複数の格納箱と、
アームに取り付けられた1つまたは複数の吸引プレートであって、アームがフレームに取り付けられ、吸引プレートが格納箱内の頂部ラベルに極めて接近している取り上げ位置と、マンドレルカーが準備完了位置にあるとき吸引プレートがマンドレルに極めて接近している供給位置の間をアームが移動するようになされた吸引プレートとをさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
各雄部分が2部鋳型の雌部分鋳型に対して水平方向で対向している、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
雌部分がステンレス鋼を含みかつ雄部分が青銅を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
吸引穴を通り加えられる真空を使用してラベルシートを保持する1つまたは複数のマンドレルを、1つまたは複数の雌部分内に位置決めし、
真空を停止し、マンドレル内の荷電ピンを介してラベルシートに静電荷を加えることによって、ラベルシートを雌部分内に解放することによって、
ラベルシートを2部鋳型の1つまたは複数の雌部分の各々の内壁に付着させるステップと、
2部鋳型の1つまたは複数の雄部分を1つまたは複数の鋳型空洞を形成するように対応する雌部分と接触して位置決めするステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードを鋳型空洞に加えるステップと、
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードの発泡がラベルの貼られた容器を形成するのを達成させるために、鋳型空洞に十分な長さの時間十分な量の熱を加えるステップと、
ラベルの貼られた容器を冷却するステップと、
ラベルの貼られた容器を鋳型空洞から取り外すステップとを含む、請求項3に記載の装置を使用してラベルの貼られた発泡樹脂容器を成型する方法。
【請求項10】
マンドレルが雌部分内に配置されるとき自由に動く、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
熱を加えるステップが、雄部分に熱サイクルを適用するステップから独立した、雌部分に熱サイクルを適用するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項12】
ラベルシートが表面静電荷を維持することができる材料を備える、請求項9に記載の方法。
【請求項13】
ラベルシートの表面固有抵抗が1010Ω/sqより大きい、請求項9に記載の方法。
【請求項14】
2部鋳型の雌部分および雄部分が、雌部分が取り外し位置にあるとき雄部分および雌部分は間隔があいており互いに接触しないように、かつ雄部分が解放位置または延長位置にあるとき雄部分は間隔があいており雌部分と接触しないようになされている、請求項9に記載の方法。
【請求項15】
レールに平行な関係で積み重ねられたラベルシートを収容する格納箱からラベルシートを抽出するステップであって、格納箱はフレームに取り付けられ、装荷位置と供給位置の間を回転するようになされ、ラベルは、フレームに取り付けられかつ取り上げ位置と付着位置の間を移動可能なアームに取り付けられた吸引プレートによって格納箱から抽出され、この吸引プレートは格納箱内の頂部ラベルの表面に接触するようになされ、かつ真空を加えることを介して頂部ラベルを抽出しかつ保持するようになされている、ラベルシートを抽出するステップと、
吸引プレートに保持されるラベルを有する吸引プレートを取り上げ位置から付着位置に移動させるステップと、
ラベルシートを準備完了位置にあるマンドレルの直接上に位置決めするステップであって、準備完了位置にあるマンドレルは吸引プレートの付着位置と位置合わせされ、挿入位置にあるマンドレルは雌部分に水平方向に対向する位置で位置合わせされるステップと、
マンドレルを通り真空を加え、かつ吸引プレートに加えられる真空を中断することによって、ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送するステップと、
マンドレルカーおよびマンドレルに取り付けられたラベルシートを有するマンドレルを、準備完了位置から挿入位置に移動させるステップであって、雌部分は取り外し位置にある、移動させるステップと、
雌部分を取り外し位置から移送位置に移動させ、ラベルシートを雌部分の内壁に隣接して所定の位置に位置決めするステップと、
マンドレルへの真空を中断するステップと、
ラベルシートと雌部分の内壁表面の間に静電誘引力を与えるために、静電ピンに十分な電圧を発生させることによってラベルシートに静電荷を加えるステップと、
雌部分を移送位置から取り外し位置に移動させるステップと、
マンドレルを挿入位置から準備完了位置に移動させるステップとによってラベルシートが雌部分に付着させられる、請求項9に記載の方法。
【請求項16】
ラベルシートを吸引プレートからマンドレルに移送した後、吸引プレートアームに取り付けられた位置決めフィンガーを使用して、ラベルシートをマンドレルの周りに巻き付けるステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
雌部分を取り外し位置から成型位置に移動させるステップと、
雄部分を延長位置から成型位置に移動させるステップとによって、鋳型空洞を形成するように、雄部分が2部鋳型の雌部分内に水平方向に位置決めされる、請求項9に記載の方法。
【請求項18】
雌部分から鋳型空洞内に圧縮空気を加えるステップ、および/またはラベルの貼られた容器を雄部分と共に移動させるのに十分な真空を雄部分から加えるステップと、
雌部分を成型位置から取り外し位置に移動させるステップと、
雄部分を成型位置から解放位置に移動させるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置から挿入位置に移動させるステップと、
ラベルの貼られた容器を雄部分から解放し、リムーバと接触したまま、かつリムーバと共に移動させるのに十分な真空を、ラベルの貼られた容器の底部に直接対向する向きにあるカップリムーバに加えるステップと、
マンドレルカーを準備完了位置に移動させるステップと、
カップを解放し、かつカップがカップリムーバから離れて落ちるように、カップリムーバへの真空を取り除くステップとによって、ラベルの貼られた容器が冷却後鋳型空洞から取り外される、請求項9に記載の方法。
【請求項19】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが雌部分内の1つまたは複数の供給通路を介して鋳型空洞に加えられ、樹脂ビードの発泡および溶融中、鋳型空洞から供給通路を閉じかつシールするようになされた弁が供給通路の端部に配置される、請求項9に記載の方法。
【請求項20】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、ポリオレフィンおよびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼンとの共重合体、共役ジエン、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、オレフィン、および/または無水マレイン酸、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項21】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが発泡性ポリスチレン粒子を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項22】
樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが約10μmから約600μmの平均粒子サイズを有する、請求項9に記載の方法。
【請求項23】
雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項24】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項26】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
雄部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、かつ雌部分内の鋳型空洞の外側に隣接する蒸気空洞に蒸気を流すことによって、鋳型空洞を予熱するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項28】
予熱後、雄部分から鋳型空洞に蒸気を加えるステップを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
ラベルシートを付着させるステップからラベルの貼られた容器を取り外すステップまでのステップを完了させるために必要な時間が30秒より短い、請求項9に記載の方法。
【請求項30】
外側表面および底部を伴う側壁を有する形状に成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードと、
容器の側壁の外側表面の少なくとも一部分上に配設される、静電荷を維持することができるラベル材料から形成されるラベルとを備える、ラベルの貼られた発泡性樹脂容器。
【請求項31】
ラベル材料が、
第1の表面および第2の表面を有する電気的絶縁基板と、
第1の表面の少なくとも一部分上に配設される熱感受性接着剤と、
ラベルシートの表面の少なくとも一部分上に配設される被覆および/または印刷インクとを備える、請求項30に記載の容器。
【請求項32】
ラベルが継ぎ目を作り出すようにラベルの第2の端部に重なる第1の端部を含み、熱感受性接着剤が、第1の端部の上表面の重なる部分の少なくとも一部分に接触するように、第2の端部の底表面の重なりの少なくとも一部分にのみ塗布される、請求項31に記載の容器。
【請求項33】
基板が、1つまたは複数の熱可塑性樹脂、セルロースベースの紙、および合成紙からなる群から選択される1つまたは複数の材料を含む、請求項31に記載の容器。
【請求項34】
熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂、エチレンアクリル酸共重合体、エチレン−C1〜C12アルキル(メタ)アクリレートエステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩、ポリ(4エチルー1−ペンテン)、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ABS樹脂、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数である、請求項33に記載の容器。
【請求項35】
ポリオレフィン樹脂が、プロピレン樹脂、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン環状オレフィン共重合体、プロピレンと1つまたは複数のアルファオレフインとの共重合体および、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項34に記載の容器。
【請求項36】
基板が130℃より高い溶融点を有する、請求項31に記載の容器。
【請求項37】
熱感受性接着剤が、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性エラストマー、アクリル樹脂、セルロース樹脂、印刷ラッカーおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数を含む、請求項31に記載の容器。
【請求項38】
ラベルが平滑な円周表面を示す、請求項30に記載の容器。
【請求項39】
ラベル材料の表面固有抵抗が、1010Ω/sqより大きい、請求項30に記載の容器。
【請求項40】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、ビニル芳香族モノマーの単独重合体、ポリオレフィンの共重合体およびその場重合ビニル芳香族モノマー、少なくとも1つのビニル芳香族モノマーと1つまたは複数のジビニルベンゼンとの共重合体、共役ジエン、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、オレフィン、および/または無水マレイン酸、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、天然ゴム、合成ゴム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数のポリマーを含む、請求項30に記載の容器。
【請求項41】
発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、約100μmから約600μmの平均粒子サイズ数を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項42】
側壁が0.75mmから5mmの厚さを有する、請求項30に記載の容器。
【請求項43】
成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、0.5lb/ft3(8.01g)から12lb/ft3(192g/l)の密度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項44】
円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形、十角形、台形、または平行四辺形のようなものからなる群から選択される平面での形状を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項45】
基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、ラベルを含まない容器のリム強度より少なくとも50%大きいリム強度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項46】
基材容器が同じ機器を使用して作られる場合、成型後ラベル貼りされる容器のリム強度より少なくとも5%大きいリム強度を有する、請求項30に記載の容器。
【請求項47】
成型された発泡性樹脂ビードまたは予備発泡された樹脂ビードが、
モノマー混合物を水性システム内に分散させるステップと、
このモノマー混合物をフリーラジカル重合開始剤の存在の下で樹脂ビードの分散を形成するように重合させるステップと、
大きな粒子サイズビードを取り除くために樹脂ビードを篩い分けするステップと、
この樹脂ビードを発泡剤で含浸するステップとによって準備される、請求項30に記載の容器。
【請求項48】
ビニル芳香族モノマーが、スチレン、イソプロピルスチレン、アルファメチルスチレン、ニュークリアメチルスチレン、クロロスチレン、tert−ブチルスチレンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項40に記載の容器。
【請求項49】
ポリマーが、ビニル芳香族モノマーと、ジビニルベンゼン、共役ジエン、アルキルメタアクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニトリル、および無水マレイン酸からなる群から選択される1つまたは複数の他のモノマーとの共重合体である、請求項40に記載の容器。
【請求項50】
ポリマーが、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項40に記載の容器。
【請求項51】
ポリマーが、ポリオレフィン、およびインサイチュ重合ビニル芳香族モノマーの共重合体である、請求項40に記載の容器。
【請求項52】
樹脂ビードまたは予備発泡されたビードが、発泡性ポリスチレン粒子を含む、請求項40に記載の容器。
【請求項53】
ポリマーが、約25,000から約1,000,000の重量平均分子重量を有する、請求項40に記載の容器。
【請求項54】
発泡剤が、窒素、六フッ化硫黄(SF6)、アルゴン、炭酸ガス、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、フルオロエタン(HFC−161)および1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、サイクロペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、アゾジカルボンアミド、アゾジイソブチロ−ニトリル、ベンゼンスルホニルヒドラジド、4,4−オキシベンゼンスルフォニル−セミカルバジド、p−トルエンスルフォニルセミ−カルバジド、バリウムアゾジカルボキシレート、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、トリヒドラジノトリアジン、クエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項47に記載の容器。
【請求項55】
発泡剤が、ビードの重量に基づいて約2重量%から約14重量%のレベルで、樹脂ビードまたは予備発泡されたビード内に存在する、請求項47に記載の容器。
【請求項56】
樹脂ビードを発泡剤で含浸するに先立って、樹脂ビードが1つまたは複数の分散助剤、非イオン性界面活性剤またはワックスを含む水性システム内に懸濁される、請求項47に記載の容器。
【請求項57】
分散助剤が、リン酸三カルシウム、酸化亜鉛、ベントナイト、タルク、カオリン、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、ポリビニルアルコール、アルキルアリールスルフォネート、ヒドロキシエチルセルローズ、ポリアクリル酸、メチルセルローズ、ポリビニルピロリドン、ナトリウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項56に記載の容器。
【請求項58】
分散助剤が、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項59】
非イオン性界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体を含む、請求項56に記載の容器。
【請求項60】
非イオン性界面活性剤が、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項61】
ソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体のHLBが約8から約22である、請求項59に記載の容器。
【請求項62】
ワックスが、20℃およびそれより下で固体であり、かつ125℃およびそれより上で液体である、請求項56に記載の容器。
【請求項63】
ワックスが、天然ワックスおよび/または合成ワックスから選択される、請求項62に記載の容器。
【請求項64】
ワックスが、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはアラルキルアルコール、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール,アルカリル,またはアラルキルカルボン酸、それらの対応するアンモニアおよび金属塩、あるいはC1からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール、アルカリル、またはそれらのアラルキルエステル、
C10からC32の直鎖の、分枝したまたは環式のアルキル、アルケニル、アリール,アルカリル、またはアラルキル炭化水素、
ポリエチレン、
ポリプロピレン、
ポリエステル、
ポリエーテル、およびそれらの組み合わせ、
からなる群から選択される、請求項62に記載の容器。
【請求項65】
ワックスが、樹脂ビードの重量で100部当り重量で約0.01部から約2部のレベルで存在する、請求項56に記載の容器。
【請求項66】
容器がカップまたはボールである、請求項30に記載の容器。
【請求項67】
飲料、スープ、ヌードル、インスタントヌードル、野菜、肉、油性食料品、油で揚げた食物、ペットフード、ポテトチップス、またはプレツェルが中に貯蔵され、または中に計量分配される、請求項30に記載の容器。
【請求項68】
容器の頂部のところに環状リムをさらに備え、そこで側壁が、側壁から半径方向外向きに突起して終端する、請求項30に記載の容器。
【請求項69】
リムが蓋を受け入れるようになされている、請求項30に記載の容器。
【請求項70】
リムに固定される蓋をさらに備える、請求項69に記載の容器。
【請求項71】
シュリンク包装が蓋付きの容器に適用される、請求項70に記載の容器。
【請求項72】
寸法D1を有する第1の底部と、
D2がD1より大きい、寸法D2を有する第2の底部と、
第1の底部および第2の底部の周りに円周方向にかつ長手方向に配設されるマンドレル表面と、
マンドレル表面に沿って第1の底部から第2の底部まで、凹部内に配置される複数の荷電ピンと、
マンドレル表面に沿って配置される複数の吸引孔とを備え、
少なくともマンドレル表面が、周囲状態で変形しないまたは吸湿性ではない非伝導性材料を含む、ラベルを鋳型内に位置決めすることができるマンドレル。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公表番号】特表2009−504460(P2009−504460A)
【公表日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−528028(P2008−528028)
【出願日】平成18年8月18日(2006.8.18)
【国際出願番号】PCT/US2006/032496
【国際公開番号】WO2007/024751
【国際公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【出願人】(503200752)ノバ・ケミカルズ・インコーポレイテツド (19)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月18日(2006.8.18)
【国際出願番号】PCT/US2006/032496
【国際公開番号】WO2007/024751
【国際公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【出願人】(503200752)ノバ・ケミカルズ・インコーポレイテツド (19)
【Fターム(参考)】
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