包装機械
本発明は、不均一な厚さの面(11,15)を有する包装材料ウェブ(3)からシール部分のあるパッケージ(2)を製造する包装機械(1)に係わり、この包装機械は、パッケージ(2)をシールするための成形ローラー(21)に対して面(11,15)を押付ける圧力ローラー(22)を含み、圧力ローラー(22)は弾性変形可能な本体(30)と、該本体内に収容された剛性の大きなコア(31)とを含み、コア(31)は本体(30)と協働する第1の端面(34)および半径方向内側に位置する第2の端面(33)を含み、また、コア(31)は第1の部分(40)および第2の部分(41)を含み、第1の部分(40)における第1および第2の面(34)の半径方向の間隔距離は第2の部分(41)における間隔距離よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包装材料ウェブからシール部分のある食品用パッケージを製造する包装機械に係わり、さらに詳しくは、本発明は上記パッケージの成形およびシール段階に際して使用される革新的な圧力ローラーを組み込んだ包装機械に関するものである。
【背景技術】
【0002】
周知のように、フルーツジュース、低温減菌またはUHT(超高温処理)ミルク、ワイン、トマトソース等の多くの食品は殺菌処理済み包装材料で作られたパッケージに詰めて販売されている。
【0003】
この形式のパッケージの典型例は、テトラ・ブリック・アセプティック(登録商標)として知られている液体や流動食品用の平行六面体形状のパッケージであり、積層された包装材料ストリップを折曲げ、そしてシールすることで作られるものである。
【0004】
この包装材料は、剛性および強度を得るための例えば紙のような繊維材料層または鉱物を充填したポリプロピレン材料で形成され得る基材層と、基材層の両面を覆う複数の例えばポリエチレンフィルムのような熱シール可能なプラスチック材料層とを実質的に含む複層構造を有している。
【0005】
UHTミルクのような長期保存製品用の無菌パッケージの場合には、包装材料は熱シール可能なプラスチック材料層の上にさらに重ねられるアルミニュウム箔やエチルビニルアルコール(EVOH)フィルムのような気体および光遮断材料の層を含むのであり、この層は、その上をさらに他の熱シール可能なプラスチック材料層で覆われ、このプラスチック材料層が最終的に食品に接触することになるパッケージ内面を形成するのである。
【0006】
公知のように、この種のパッケージは全自動包装機械によって製造されており、包装機械においてウェブとして給送される包装材料から連続的にチューブが形成される。さらに詳しくは、包装材料ウェブはリールから繰出され、熱シール可能なプラスチック材料のシールストリップを与えるステーションを通して、また、包装機械に備えられた無菌室を通して送られるのであり、無菌室では、例えば過酸化水素のような殺菌剤を付与することで殺菌が行われ、殺菌剤はその後に加熱され、および(または)包装材料を適当な波長および強さの放射線に曝すことで蒸発される。
【0007】
包装材料ウェブはその後、無菌空気環境に維持されている無菌室を通し、また、ストリップからチューブ形状へと徐々に折曲げるように包装材料に作用する多数の成形組立体を通して送られる。
【0008】
さらに詳しくは、最終的にパッケージ内面となる材料面において、シールストリップの第1の部分が包装材料の第1の長手方向縁に取付けられ、シールストリップの第2の部分は第1の長手方向縁から突出される。
【0009】
成形組立体は連続して配置され、また、断面をC字形から実質的に円形へと徐々に変化させる多数の強制的な包装材料通路を形成するそれぞれのローラー式折曲部材を含む。
【0010】
これらの折曲部材との相互作用により、第2の長手方向縁は形成されるチューブの軸線に対して第1の長手方向縁の外側に位置される。さらに詳しくは、シールストリップは完全にチューブの内側に位置されることになり、チューブ軸線へ向かう第2の長手方向縁の面は一部がシールストリップの第2の部分の上に、また一部がシールストリップの第1の部分と反対側に位置する第1の長手方向縁の面の上に重ねられる。
【0011】
上述形式の包装機械は、第1および第2の長手方向縁が熱シールされることでチューブに沿う長手方向シール部分を形成し、そのチューブにその後殺菌処理済みまたは低温減菌処理済み食品が充填され、また、チューブは等間隔に隔てられた横断部分に沿ってシールおよび切断されて枕形パックに形成され、それらの枕形パックがその後に機械的に折曲げ加工されてそれぞれの平行六面体形状のパッケージに形成されることで知られている。
【0012】
さらに詳しくは、熱シール作業はシールストリップの取付けられていない第2の長手方向縁を加熱する第1の加熱段階と、シールストリップおよび長手方向縁を押付ける第2の押圧段階とを含む。
【0013】
第1の加熱段階は、第2の長手方向縁のポリエチレン層を溶融し、この縁が伝導によって第1の長手方向縁およびシールストリップに熱を伝えて第1の長手方向縁のポリエチレン層およびシールストリップの熱シール材料を溶融する。
【0014】
第2の押圧段階では、チューブはその外側に位置する多数の第1のローラーと、チューブの内側に位置する少なくとも1つの第2のローラーとの間を送られる。
【0015】
さらに詳しくは、第1のローラーは、包装材料チューブのための強制的な円形通路を形成し、また、チューブの移動路に直角な平面内にそれぞれの軸線を有する。
【0016】
第2のローラーは、対応する第1のローラーの軸線に平行な軸線を有し、また、対応する第1のローラーに対してシールストリップおよび包装材料の長手方向両縁を押圧し、これによりシールストリップの熱シール材料および長手方向両縁のポリエチレン層が完全に混合して分子結合剤を形成し、チューブの長手方向シール部分を形成するようになされる。
【0017】
さらに詳しくは、第2のローラーは、不均一な、すなわちシールストリップの中心線に沿って段部が形成される表面と協働する。実際に、シールストリップの第2の部分は第2の長手方向縁の内側面上に直接に重ねられるのに対して、第1の長手方向縁は第2の長手方向縁の内側面とシールストリップの第1の部分との間に介在され、これにより第1の部分は第2の部分よりも圧力ローラーの軸線の近くに位置することになる。
【0018】
この厚さの違いにより、大いに不均一な圧力がシールストリップに作用される。さらに詳しくは、圧力は段部で最大となり、シールストリップの第1の部分における圧力の方が第2の部分における圧力よりも大きくなる。
【0019】
したがって、シールストリップの第2の部分の圧力がその部分をチューブの内側に位置する第2の長手方向縁の面に対して完全にシール結合させるには不十分となり、これにより断続した長手方向シールが形成されてしまうことになるという危険が存在する。
【0020】
当工業界では、ポリエチレンの完全な混合と、これにより断続した長手方向シール部分の形成防止とを保証するために、シールストリップ全面における十分な圧力付与が可能な圧力ローラーを備えた包装機械が必要と考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
本発明の目的は、簡単安価な方法で上述した必要性を満たすように設計された包装機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明によれば、特許請求の範囲の請求項1に記載したような、包装材料ウェブから食品用のシール部分のあるパッケージを製造する包装機械が提供される。
【0023】
本発明の幾つかの好ましい限定する意図のない実施例が添付図面を参照して例を挙げて説明される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の流動食品用の包装機械の概略的な斜視図を示す。
【図2】図1の機械の多数の作業ステーションの拡大図を示す。
【図3】本発明の圧力ローラーを含む図1および図2の機械のステーションの斜視図を示す。
【図4】明瞭化のために部品を取外して図3の線IV−IVに沿う断面図を示す。
【図5】明瞭化のために部品を取外して図4の線V−Vに沿う非常に大きく拡大した断面図を示す。
【図6】図3および図5の圧力ローラーの長手方向断面図を示し、図6Aは図6の圧力ローラーの代替例の長手方向断面図を示す。
【図7】図3および図5の圧力ローラーの第2の実施例の長手方向断面図を示す。
【図8】図3および図5の圧力ローラーの第3の実施例の長手方向断面図を示す。
【図9】図3および図5の圧力ローラーの第4の実施例の長手方向断面図を示す。
【図10】明瞭化のために部品を取外して図3および図5の圧力ローラーの第5の実施例の斜視図を示す。
【図11】図3および図5の圧力ローラーの第6の実施例の長手方向断面図を示す。
【実施例1】
【0025】
図1の符号1は、リール4から繰出されて成形路Pに沿って給送される包装材料ウェブ3から食品用のシール部分のあるパッケージ2を連続的に製造する包装機械を全体的に示す。
【0026】
包装機械1は、低温減菌またはUHT(超高温処理)ミルク、フルーツジュース、ワイン、エンドウ豆、インゲン豆等の流動食品用のシールされたパッケージ2を製造することが好ましい。
【0027】
包装機械1はまた、パッケージ2の製造時には流動性で、パッケージ2がシールされた後に凝固する食品用のシール部分のあるパッケージ2も製造する。そのような食品の一例はチーズの一部であり、パッケージ2の製造時には溶融されており、パッケージ2がシールされた後に凝固する。
【0028】
この包装材料は、剛性および強度を得るための例えば紙のような繊維材料層または鉱物を充填したポリプロピレン材料層で形成され得る基材層と、基材層の両面を覆う例えばポリエチレンフィルムのような熱シール可能な材料の複数の層とを実質的に含む複層構造を有する。
【0029】
さらに詳しくは、ウェブ3は、例えばローラーまたは同様部材とされるガイド部材5によって成形路Pに沿って、また、ウェブ3にシールストリップ9(明瞭化のために図5には厚さを拡大して示されている)を取付けるステーション6、包装材料チューブ10を形成する成形ステーション7、およびチューブ10に沿って長手方向シール部分14を熱シールするステーション8が概略的に示されている多数の作業ステーションを連続的に通して給送される。
【0030】
包装機械1はまた、包装材料チューブ10に殺菌した、または殺菌処理済みの食品を連続して注入する充填装置12と、パッケージ2の連続体を形成するために等間隔に隔てられた横断部分に沿ってチューブ10をグリップし、シールし、切断するジョー形式の形成組立体(図示せず)とを含む。
【0031】
さらに詳しくは、ステーション6において、成形路Pに平行なウェブ3の長手方向縁11が例えば空気または誘導によって最初に加熱されてプラスチック層が溶融される。ウェブ3は成形路Pと平行で縁11とは反対側の長手方向縁15を有する。
【0032】
次に、ストリップ9の部分16(図5)がパッケージ2の内側に最終的に向けられる縁11の面に対して取付けられ、ストリップ9の他の部分17は縁11から突出される。
【0033】
最後に、ストリップ9は、例えば図示していないローラーによって、長手方向縁11の上に押付けられる。
【0034】
さらに詳しくは、シールストリップ9は熱シールできるプラスチック材料で作られる。
【0035】
チューブ10およびチューブのシール部分14が一度形成されたならば、ストリップ9は縁11が食品を吸収することを防止し、また、シール部分14の気体遮断性能および物理的強度を向上させる。
【0036】
ステーション7は、成形路Pに沿って連続的に配置されてウェブ3と順次相互作用してチューブ10の形状に折曲げる多数の成形組立体13を含む。
【0037】
さらに詳しくは、成形組立体13は、それぞれ強制的な包装材料の通路を形成するそれぞれの複数のローラーを含み、それぞれの通路の断面はC字形から実質的な円形へと徐々に変化している。
【0038】
さらに詳しくは、各成形組立体13におけるローラーの軸線は、成形路Pに直角な関係する平面内に位置される。
【0039】
図5に示されるように、成形組立体13は徐々にチューブ10を成形し、縁15はチューブ10の軸線に対して縁11の外側に位置するようになされる。さらに詳しくは、チューブ10の成形時には、ストリップ9はチューブ10の内側に位置され、また、縁15の内側面は一部がストリップ9の部分17の上に、そして一部が縁11の外面上に重ねられる。
【0040】
ステーション8は、縁15を加熱してそのポリエチレン層を局部的に溶融する加熱手段(図示せず)を含む。熱は伝導によって縁15から縁11およびストリップ9へ伝えられ、縁11のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料を局部的に溶融する。
【0041】
ステーション8はまた、チューブ10の強制的な円形通路を形成する複数の成形ローラー20,21と、ストリップ9の部分17および部分16、および縁11をチューブ10の内側の縁15の面に対して押圧して、縁11,15のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料が完全に混合して分子結合剤を形成し、チューブ10のシール部分を形成するための少なくとも1つのローラー22とを含む。
【0042】
さらに詳しくは、ローラー20,21はチューブ10の外側に位置し、圧力ローラー22はチューブ10の内側に位置する。
【0043】
図3を参照すれば、ローラー20,21はアイドルローラーであり、通路Pに直角な平面内にそれぞれの軸線A(図4および図5には一方のみ示されている)を有する。ローラー20,21により形成される円形通路は長手方向シールのあるチューブ10の最終的な直径に等しい直径を有する。
【0044】
各ローラー20,21は、それぞれの軸線Aに直角なそれぞれの中央の平面内に最小の直径を有し、軸線方向両端部から前記中央平面へ向かって直径が減少する。
【0045】
圧力ローラー22は回転自在に取付けられ、対応するローラー21と向き合わされて配置され、また、対応するローラー21の軸線Aと平行な軸線Bを有する。
【0046】
さらに詳しくは、圧力ローラー22は対応するローラー21よりも長さおよび直径が小さい。
【0047】
圧力ローラー22(図6)は、本体30と、本体30の内側に同軸的に収容されるコア31とを実質的に含む。
【0048】
さらに詳しくは、本体30は、例えばゴムのような弾性変形可能な材料で作られる。
【0049】
コア31は本体30よりも剛性の高い、例えばプラスチックポリマー材料で作られ、また、ポリエーテルエーテルケトン、すなわち「PEEK」として市場で知られているポリマーで作られることが好ましい。
【0050】
本体30およびコア31はそれぞれ圧力ローラー22の半径方向外端面32および半径方向内端面33を形成する。
【0051】
本体30は面32と反対側の面35で半径方向内側を境界され、コア31は面33と反対側で面35と協働する面34により半径方向外側を境界されている。
【0052】
面32,33は、軸線Bから一定した半径距離の位置を伸長し、圧力ローラー22が中空円筒形状となることが好ましい。
【0053】
コア31は、部分40および部分41を含むことが有利であり、部分40における面33と面34との半径方向の間隔距離は部分41における面33と面34との半径方向の間隔距離よりも大きく、すなわち部分40は部分41よりも半径方向の厚さが厚い。
【0054】
部分40は圧力ローラー22の軸線Bに直角な中央面Qの片側に全体が位置するのに対して、部分41は面Qと交差している。
【0055】
部分40,41は円筒形である。
【0056】
コア31は面33,34の間に半径方向に挟まれた2つの反対両側の軸線方向端部25,26を含む。
【0057】
さらに詳しくは(図6)、コア31は端部25から端部26へ向かって、
円筒部分42およびショルダ43と、
部分40と、
面33,34の半径方向の間隔距離が減少する部分45と、
部分41とを含む。
【0058】
さらに詳しくは、面34は半径方向の外側部分45を形成する截頭円錐形部分を含む。
【0059】
端部25から端部26へ向かって、面34の截頭円錐形部分は軸線Bに収斂する。
【0060】
代替例として(図6Aに示される)、面33は端部26において、コア31のそれ以外の部分におけるよりも軸線Bから半径方向距離の大きな位置を伸長することができ、これは包装機械1における圧力ローラー22の取付け方向を一義的に定めることができて有利である。
【0061】
本体30は、面32,35の間を半径方向に伸長する2つの反対側の端部27,28を含む。さらに詳しくは、コア31の端部25,26は本体30のそれぞれの端部27,28から軸線方向に突出する。
【0062】
端部27から端部28へ向かって、本体30はコア31の多数の部分40,45,41をそれぞれ取囲む部分50,51,52を含む。
【0063】
さらに詳しくは、部分50,52は円筒形で、部分50の半径方向の厚さ、すなわち面32,35の半径方向の間隔距離は部分52の半径方向の厚さよりも小さい。
【0064】
端部27から端部28へ向かって、部分51の半径方向の厚さは大きくなる。
【0065】
本体30の部分50,52はストリップ9(図5)の部分17,16とそれぞれ協働する。
【0066】
部分17はチューブ10の内側の縁15の面に直接に重ねられる一方、部分16は縁11に取付けられ、この縁が縁15の内面に重ねられることから、圧力ローラー22はローラー21に対して明らかに不均一な厚さの、すなわち図示例ではシールストリップの長手方向の中心線に沿って位置する段部を形成されている面を押圧する。さらに詳しくは、この不均一な面はストリップ9の部分16で厚さが厚く、ストリップ9の部分17で厚さが薄い。
【0067】
この結果、本体30の部分50(図5に変形して示される)は、本体30の部分52が協働する面よりも厚さの薄い面と協働することになる。
【0068】
図3および図4に示されるように、圧力ローラー22は弾性手段により対応するローラー21に押付けられる。さらに詳しくは、弾性手段は、第1の端部が装置12に固定されるとともに第1の端部と反対側の第2の端部が支持装置56に固定された板ばね55を含み、支持装置56に対して圧力ローラー22が軸線Bの回りに回転する。
【0069】
実際の使用において、ウェブ3はリール4から繰出されて成形路Pに沿って給送される。
【0070】
さらに詳しくは、包装材料ウェブ3はガイド部材5により成形路Pに沿って、また、連続するステーション6,7,8を通して送られる。
【0071】
ステーション6では、縁11が加熱され、また、ストリップ9の部分16が最終的にパッケージ2の内側に向く縁11の面に取付けられる。部分16が縁11に取付けられると、部分17は縁11から突出する。
【0072】
次に、ウェブ3は成形組立体13と順々に相互作用し、縁11,15が重ねられるが長手方向にはシールされていないチューブ10を形成するように折曲げられる。
【0073】
さらに詳しくは、成形組立体13は、ストリップ9が未だシールされていないチューブ10の内側に位置し、長手方向にシールされようとするチューブ10の軸線に対して縁15が縁11および部分17の半径方向外側に位置し、また、縁11がストリップ9(図5)の部分16の半径方向外側に位置するように、ウェブ3(図5)を折曲げる。
【0074】
ステーション8では、縁15がポリエチレン層の溶融のために加熱され、また、縁15から縁11およびストリップ9に熱が伝導によって伝えられて縁11のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料を溶融する。
【0075】
次に、ローラー20,21で形成される円形通路を通してチューブ10が給送される。縁11,15およびストリップ9がローラー21,22の間で押圧され、縁11,15のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料が混合され、これにより完成チューブ10のシール部分14を形成する分子結合剤を形成するようにされる。
【0076】
さらに詳しくは、縁15の内面に対して、ストリップ9の部分17と部分16の反対側の縁11の面とをシールすることで、シール部分14が形成される。
【0077】
シール部分14の成形時に、本体30の部分50がストリップ9の部分17を縁15の内面に押付け、本体30の部分52が部分16および縁11を縁15の内面に押付ける。
【0078】
したがって、本体30の部分50,52は、図示例ではストリップ9の中心線に沿って段部を有する同じ面の厚さの異なるそれぞれの部分と協働する。さらに詳しくは、部分52は部分50により押圧される部分よりも厚さの厚い前記面部分を押圧する。
【0079】
長手方向のシール部分のあるチューブ10は装置12によって流動食品を連続的に充填され、その後、そのチューブはジョー形式の成形組立体(図示せず)を通して送られ、該組立体において等間隔に隔てられた横断部分に沿ってグリップされ、シールされ、そして切断される。
【0080】
図7の符号22.1は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーの別の実施例を全体として示す。
【0081】
圧力ローラー22.1は圧力ローラー22に似ており、圧力ローラー22と異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0082】
さらに詳しくは、圧力ローラー22.1は、コア31.1が端部25から軸線Bに対する面33,35の半径方向の間隔距離が大きくなる端部44を含む点で、圧力ローラー22と異なる。また、面34.1は、半径方向外側の端部44を形成する截頭円錐形部分を含む。
【0083】
したがって、端部25から端部26へ向かって、面34.1の截頭円錐形部分は軸線Bに対して拡がる。
【0084】
さらに、本体30.1は、コア31.1の端部44を取囲む端部49を含む。端部27から、軸線Bに対する端部49の半径方向の厚さは大きくなる。
【0085】
有利なことに、コア31.1の端部44を取囲む本体30.1の端部49は本体30.1によるコア31.1の把持を良好にすることができ、これにより使用時に協働する面34.1,35の間の相互の安定性を高め、結果として寿命が長くなる。
【0086】
図8の符号22.2は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.2は圧力ローラー22,22.1と似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1,22.2の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0087】
さらに詳しくは、圧力ローラー22.2は中空バレル形状、すなわち端部27から平面Qまでは軸線Bに対する半径方向距離が大きくなるように、平面Qから端部28までは軸線Bに対する半径方向距離が小さくなるように面32.2が伸長する点で、圧力ローラー22.1と異なる。
【0088】
有利なことに、圧力ローラー22.2は面32.2により作用される圧力を、コア31.1および本体30.2の半径方向寸法を変化させることで如何様にも分配させることができる。本体30.2の中空バレル形状は、小径のチューブ10を意図して包装機械に組込まれるときに、圧力ローラー22.2を特に有利とする。
【0089】
図9の圧力ローラー22.3は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.3は圧力ローラー22,22.1,22.2と似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.2の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0090】
圧力ローラー22.3は、コア31.3がバレル形状部分40.3を含む、すなわち、端部25から平面Qに平行で間隔を隔てられた平面Rへ向かって軸線Bに対する面33,35.3の半径方向の間隔距離が大きくなり、特に、面33,35.3の半径方向の間隔距離が面32.2と面33との間隔距離に比例して大きくなる点で、圧力ローラー22.2とは特に異なる。したがって、コア31.3の部分40.3を取囲む本体30.3の部分50.3の厚さは端部27と平面Rとの感では一定である。換言すれば、端部25から平面Rまでは面34.3と面32.2との間隔距離は一定である。
【0091】
有利なことに、圧力ローラー22.3を含む本発明による包装機械は、本体30.3の部分50.3の変形が均質的に分配されることによって面32.2により作用される圧力を特に均等に分配することができる。
【0092】
図10の符号22.4は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.4は上述した圧力ローラーと似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、これまで記載してきた全ての圧力ローラーの同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0093】
圧力ローラー22.4は、コア31.4が部分41および部分45の軸線方向の間に介在された円筒部分46と、端部25から端部26へ向かって厚さが厚くなる部分47とを含む点で圧力ローラー22.1とは異なる。さらに詳しくは、部分47は円筒部分46および部分41の軸線方向の間に介在される。
【0094】
本体30.4は、円筒部分46,47をそれぞれ取囲む2つの部分57,58を含む点で本体30.1とは異なる。
【0095】
最後に、面33.4は、端部26よりも端部25における方が軸線Bから半径方向距離の大きな位置を伸長している点で面33.1とは異なる。
【0096】
図11の符号22.5は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.5は上述した圧力ローラーと似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、これまで記載してきた全ての圧力ローラーの同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0097】
圧力ローラー22.5は、コア31.5が部分41および部分40.3の軸線方向の間に介在された円筒部分46.5と、端部25から端部26へ向かって厚さが薄くなる部分47.5とを含む点で圧力ローラー22.3とは異なる。さらに詳しくは、部分47.5は部分46.5および部分41の軸線方向の間に介在される。
【0098】
本体30.5は、部分46.5,47.5をそれぞれ取囲む2つの部分57.5,58.5を含む点で本体30.3とは異なる。
【0099】
圧力ローラー22.5を組込む本発明の包装機械1は、2段階の面を有する、すなわち軸線Bから3つの異なる半径方向距離の位置を伸長する3つの異なる部分を有する小径のチューブ10に特に適している。
【0100】
上述した何れの圧力ローラーを組込む本発明の包装機械の利点は、上述の説明から明白となるであろう。
【0101】
特に、剛性材料で作られたコア31,31.1,31.3,31.4,31.5は、部分41よりも部分40における半径方向の厚さの方が厚く、また、弾性変形可能な材料で作られる本体30は部分50よりも部分52における半径方向の厚さの方が厚い。
【0102】
換言すれば、部分40,50を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の、軸線Bに対する半径方向の剛性は、剛性材料で作られるコア31,31.1,31.3,31.4,31.5の部分40の剛性によって優先的に決定される。同様に、部分41,52を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の、軸線Bに対する半径方向の剛性は、弾性変形可能な材料の本体30,30.2の部分52の剛性によって優先的に決定される。
【0103】
したがって、部分40,50を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分は、部分41,52を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分よりも、軸線Bに対する半径方向の剛性が大きい。
【0104】
この結果、ストリップ9の部分17と協働する面32の部分は、ストリップ9の部分16と協働する面32の部分よりも小さい度合いで軸線Bに対して半径方向に変形する。
【0105】
この理由により、ストリップ9に作用する圧力は、図示例ではストリップ9の中心線と一致する段部において最大となり、また、シール部分14の完全な形成を保証するために両部分16,17に十分な強さが保持されることを本出願人は観察した。
【0106】
換言すれば、部分40,50における圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の剛性が大きいことが、両縁11,15に対する部分16の重ね合わせ、および縁15に対する部分17だけの重ね合わせを補償する。
【0107】
さらに、コア31,31.1,31.3,31.4,31.5の部分40,41における半径方向の厚さの違いは、面32,32.2,33の形状を変更することなく、すなわち圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の全体的な外部の幾何学形状を変えることなく、ストリップの部分16,17と協働する圧力ローラー22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の剛性を変化できるようにする。
【0108】
換言すれば、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5は、コア31,31.1,31.3,31.4,31.5および本体30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5の寸法を適当に変化させることによって面32,32.2により作用される圧力を如何様にも分配させることができる。
【0109】
圧力ローラー22.1,22.3,22.5は、小径のチューブ10の場合に特に有利である。
【0110】
すなわち、面32.2はチューブ10の内面と干渉せずに作動し、これにより端部27,28に隣接する面32.2の部分がチューブ10の内面に痕跡を残すことを防止するように設計できる。
【0111】
最後に、圧力ローラー22.4,22.5は部分40,50を含む第1の部分に第1の剛性を、部分41,52を含む第2の部分に第2の剛性を、また、部分46,58を含む第3の部分に第3の剛性を有する。
【0112】
したがって、圧力ローラー22.4,22.5は、2段階の面を含む、すなわち軸線Bから3つの異なる半径方向距離の位置を伸長する3つの異なる部分を有する場合に特に有利となる。
【0113】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載したような圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5が組込まれた包装機械を変化できることは明白である。
【0114】
特に、不均一な厚さのシート面を圧縮する包装機械は、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5のように、軸線Bから異なる半径方向距離の位置を伸長する2つの部分を有するあらゆるローラーを組込むことができる。
【0115】
圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5はまた、直径よりも長さがかなり大きく、一定厚さの面と協働する積層筒体も形成する。その場合、軸線Bに沿う圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の剛性変化が、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の変形の補償と、材料への均等圧力作用とに影響を与える。
【0116】
包装機械1はまた、2つ以上の圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5を含むことができる。
【符号の説明】
【0117】
A,B 軸線
P 成形路
Q,R 平面
1 包装機械
2 パッケージ
3 包装材料ウェブ
4 リール
5 ガイド部材
6,7,8 ステーション
9 シールストリップ
10 包装材料チューブ
11,15 長手方向縁
12 装置
13 成形組立体
14 長手方向シール部分
15 長手方向縁
16,17 部分
20,21成形ローラー
22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5 圧力ローラー
25,26,27,28 端部
30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5 本体
31,31.1,31.3,31.4,31.5 コア
32,32.2 半径方向外端面
33,33.1,33.4 半径方向内端面
34,34.1,34.3,35,35.3 面
40,40.3,41,42,45,46,46.5,47,47.5,50,50.3,51,52,57,57.5,58,58.5 部分
43 ショルダ
44,49 端部
55 板ばね
56 支持装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、包装材料ウェブからシール部分のある食品用パッケージを製造する包装機械に係わり、さらに詳しくは、本発明は上記パッケージの成形およびシール段階に際して使用される革新的な圧力ローラーを組み込んだ包装機械に関するものである。
【背景技術】
【0002】
周知のように、フルーツジュース、低温減菌またはUHT(超高温処理)ミルク、ワイン、トマトソース等の多くの食品は殺菌処理済み包装材料で作られたパッケージに詰めて販売されている。
【0003】
この形式のパッケージの典型例は、テトラ・ブリック・アセプティック(登録商標)として知られている液体や流動食品用の平行六面体形状のパッケージであり、積層された包装材料ストリップを折曲げ、そしてシールすることで作られるものである。
【0004】
この包装材料は、剛性および強度を得るための例えば紙のような繊維材料層または鉱物を充填したポリプロピレン材料で形成され得る基材層と、基材層の両面を覆う複数の例えばポリエチレンフィルムのような熱シール可能なプラスチック材料層とを実質的に含む複層構造を有している。
【0005】
UHTミルクのような長期保存製品用の無菌パッケージの場合には、包装材料は熱シール可能なプラスチック材料層の上にさらに重ねられるアルミニュウム箔やエチルビニルアルコール(EVOH)フィルムのような気体および光遮断材料の層を含むのであり、この層は、その上をさらに他の熱シール可能なプラスチック材料層で覆われ、このプラスチック材料層が最終的に食品に接触することになるパッケージ内面を形成するのである。
【0006】
公知のように、この種のパッケージは全自動包装機械によって製造されており、包装機械においてウェブとして給送される包装材料から連続的にチューブが形成される。さらに詳しくは、包装材料ウェブはリールから繰出され、熱シール可能なプラスチック材料のシールストリップを与えるステーションを通して、また、包装機械に備えられた無菌室を通して送られるのであり、無菌室では、例えば過酸化水素のような殺菌剤を付与することで殺菌が行われ、殺菌剤はその後に加熱され、および(または)包装材料を適当な波長および強さの放射線に曝すことで蒸発される。
【0007】
包装材料ウェブはその後、無菌空気環境に維持されている無菌室を通し、また、ストリップからチューブ形状へと徐々に折曲げるように包装材料に作用する多数の成形組立体を通して送られる。
【0008】
さらに詳しくは、最終的にパッケージ内面となる材料面において、シールストリップの第1の部分が包装材料の第1の長手方向縁に取付けられ、シールストリップの第2の部分は第1の長手方向縁から突出される。
【0009】
成形組立体は連続して配置され、また、断面をC字形から実質的に円形へと徐々に変化させる多数の強制的な包装材料通路を形成するそれぞれのローラー式折曲部材を含む。
【0010】
これらの折曲部材との相互作用により、第2の長手方向縁は形成されるチューブの軸線に対して第1の長手方向縁の外側に位置される。さらに詳しくは、シールストリップは完全にチューブの内側に位置されることになり、チューブ軸線へ向かう第2の長手方向縁の面は一部がシールストリップの第2の部分の上に、また一部がシールストリップの第1の部分と反対側に位置する第1の長手方向縁の面の上に重ねられる。
【0011】
上述形式の包装機械は、第1および第2の長手方向縁が熱シールされることでチューブに沿う長手方向シール部分を形成し、そのチューブにその後殺菌処理済みまたは低温減菌処理済み食品が充填され、また、チューブは等間隔に隔てられた横断部分に沿ってシールおよび切断されて枕形パックに形成され、それらの枕形パックがその後に機械的に折曲げ加工されてそれぞれの平行六面体形状のパッケージに形成されることで知られている。
【0012】
さらに詳しくは、熱シール作業はシールストリップの取付けられていない第2の長手方向縁を加熱する第1の加熱段階と、シールストリップおよび長手方向縁を押付ける第2の押圧段階とを含む。
【0013】
第1の加熱段階は、第2の長手方向縁のポリエチレン層を溶融し、この縁が伝導によって第1の長手方向縁およびシールストリップに熱を伝えて第1の長手方向縁のポリエチレン層およびシールストリップの熱シール材料を溶融する。
【0014】
第2の押圧段階では、チューブはその外側に位置する多数の第1のローラーと、チューブの内側に位置する少なくとも1つの第2のローラーとの間を送られる。
【0015】
さらに詳しくは、第1のローラーは、包装材料チューブのための強制的な円形通路を形成し、また、チューブの移動路に直角な平面内にそれぞれの軸線を有する。
【0016】
第2のローラーは、対応する第1のローラーの軸線に平行な軸線を有し、また、対応する第1のローラーに対してシールストリップおよび包装材料の長手方向両縁を押圧し、これによりシールストリップの熱シール材料および長手方向両縁のポリエチレン層が完全に混合して分子結合剤を形成し、チューブの長手方向シール部分を形成するようになされる。
【0017】
さらに詳しくは、第2のローラーは、不均一な、すなわちシールストリップの中心線に沿って段部が形成される表面と協働する。実際に、シールストリップの第2の部分は第2の長手方向縁の内側面上に直接に重ねられるのに対して、第1の長手方向縁は第2の長手方向縁の内側面とシールストリップの第1の部分との間に介在され、これにより第1の部分は第2の部分よりも圧力ローラーの軸線の近くに位置することになる。
【0018】
この厚さの違いにより、大いに不均一な圧力がシールストリップに作用される。さらに詳しくは、圧力は段部で最大となり、シールストリップの第1の部分における圧力の方が第2の部分における圧力よりも大きくなる。
【0019】
したがって、シールストリップの第2の部分の圧力がその部分をチューブの内側に位置する第2の長手方向縁の面に対して完全にシール結合させるには不十分となり、これにより断続した長手方向シールが形成されてしまうことになるという危険が存在する。
【0020】
当工業界では、ポリエチレンの完全な混合と、これにより断続した長手方向シール部分の形成防止とを保証するために、シールストリップ全面における十分な圧力付与が可能な圧力ローラーを備えた包装機械が必要と考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
本発明の目的は、簡単安価な方法で上述した必要性を満たすように設計された包装機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明によれば、特許請求の範囲の請求項1に記載したような、包装材料ウェブから食品用のシール部分のあるパッケージを製造する包装機械が提供される。
【0023】
本発明の幾つかの好ましい限定する意図のない実施例が添付図面を参照して例を挙げて説明される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の流動食品用の包装機械の概略的な斜視図を示す。
【図2】図1の機械の多数の作業ステーションの拡大図を示す。
【図3】本発明の圧力ローラーを含む図1および図2の機械のステーションの斜視図を示す。
【図4】明瞭化のために部品を取外して図3の線IV−IVに沿う断面図を示す。
【図5】明瞭化のために部品を取外して図4の線V−Vに沿う非常に大きく拡大した断面図を示す。
【図6】図3および図5の圧力ローラーの長手方向断面図を示し、図6Aは図6の圧力ローラーの代替例の長手方向断面図を示す。
【図7】図3および図5の圧力ローラーの第2の実施例の長手方向断面図を示す。
【図8】図3および図5の圧力ローラーの第3の実施例の長手方向断面図を示す。
【図9】図3および図5の圧力ローラーの第4の実施例の長手方向断面図を示す。
【図10】明瞭化のために部品を取外して図3および図5の圧力ローラーの第5の実施例の斜視図を示す。
【図11】図3および図5の圧力ローラーの第6の実施例の長手方向断面図を示す。
【実施例1】
【0025】
図1の符号1は、リール4から繰出されて成形路Pに沿って給送される包装材料ウェブ3から食品用のシール部分のあるパッケージ2を連続的に製造する包装機械を全体的に示す。
【0026】
包装機械1は、低温減菌またはUHT(超高温処理)ミルク、フルーツジュース、ワイン、エンドウ豆、インゲン豆等の流動食品用のシールされたパッケージ2を製造することが好ましい。
【0027】
包装機械1はまた、パッケージ2の製造時には流動性で、パッケージ2がシールされた後に凝固する食品用のシール部分のあるパッケージ2も製造する。そのような食品の一例はチーズの一部であり、パッケージ2の製造時には溶融されており、パッケージ2がシールされた後に凝固する。
【0028】
この包装材料は、剛性および強度を得るための例えば紙のような繊維材料層または鉱物を充填したポリプロピレン材料層で形成され得る基材層と、基材層の両面を覆う例えばポリエチレンフィルムのような熱シール可能な材料の複数の層とを実質的に含む複層構造を有する。
【0029】
さらに詳しくは、ウェブ3は、例えばローラーまたは同様部材とされるガイド部材5によって成形路Pに沿って、また、ウェブ3にシールストリップ9(明瞭化のために図5には厚さを拡大して示されている)を取付けるステーション6、包装材料チューブ10を形成する成形ステーション7、およびチューブ10に沿って長手方向シール部分14を熱シールするステーション8が概略的に示されている多数の作業ステーションを連続的に通して給送される。
【0030】
包装機械1はまた、包装材料チューブ10に殺菌した、または殺菌処理済みの食品を連続して注入する充填装置12と、パッケージ2の連続体を形成するために等間隔に隔てられた横断部分に沿ってチューブ10をグリップし、シールし、切断するジョー形式の形成組立体(図示せず)とを含む。
【0031】
さらに詳しくは、ステーション6において、成形路Pに平行なウェブ3の長手方向縁11が例えば空気または誘導によって最初に加熱されてプラスチック層が溶融される。ウェブ3は成形路Pと平行で縁11とは反対側の長手方向縁15を有する。
【0032】
次に、ストリップ9の部分16(図5)がパッケージ2の内側に最終的に向けられる縁11の面に対して取付けられ、ストリップ9の他の部分17は縁11から突出される。
【0033】
最後に、ストリップ9は、例えば図示していないローラーによって、長手方向縁11の上に押付けられる。
【0034】
さらに詳しくは、シールストリップ9は熱シールできるプラスチック材料で作られる。
【0035】
チューブ10およびチューブのシール部分14が一度形成されたならば、ストリップ9は縁11が食品を吸収することを防止し、また、シール部分14の気体遮断性能および物理的強度を向上させる。
【0036】
ステーション7は、成形路Pに沿って連続的に配置されてウェブ3と順次相互作用してチューブ10の形状に折曲げる多数の成形組立体13を含む。
【0037】
さらに詳しくは、成形組立体13は、それぞれ強制的な包装材料の通路を形成するそれぞれの複数のローラーを含み、それぞれの通路の断面はC字形から実質的な円形へと徐々に変化している。
【0038】
さらに詳しくは、各成形組立体13におけるローラーの軸線は、成形路Pに直角な関係する平面内に位置される。
【0039】
図5に示されるように、成形組立体13は徐々にチューブ10を成形し、縁15はチューブ10の軸線に対して縁11の外側に位置するようになされる。さらに詳しくは、チューブ10の成形時には、ストリップ9はチューブ10の内側に位置され、また、縁15の内側面は一部がストリップ9の部分17の上に、そして一部が縁11の外面上に重ねられる。
【0040】
ステーション8は、縁15を加熱してそのポリエチレン層を局部的に溶融する加熱手段(図示せず)を含む。熱は伝導によって縁15から縁11およびストリップ9へ伝えられ、縁11のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料を局部的に溶融する。
【0041】
ステーション8はまた、チューブ10の強制的な円形通路を形成する複数の成形ローラー20,21と、ストリップ9の部分17および部分16、および縁11をチューブ10の内側の縁15の面に対して押圧して、縁11,15のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料が完全に混合して分子結合剤を形成し、チューブ10のシール部分を形成するための少なくとも1つのローラー22とを含む。
【0042】
さらに詳しくは、ローラー20,21はチューブ10の外側に位置し、圧力ローラー22はチューブ10の内側に位置する。
【0043】
図3を参照すれば、ローラー20,21はアイドルローラーであり、通路Pに直角な平面内にそれぞれの軸線A(図4および図5には一方のみ示されている)を有する。ローラー20,21により形成される円形通路は長手方向シールのあるチューブ10の最終的な直径に等しい直径を有する。
【0044】
各ローラー20,21は、それぞれの軸線Aに直角なそれぞれの中央の平面内に最小の直径を有し、軸線方向両端部から前記中央平面へ向かって直径が減少する。
【0045】
圧力ローラー22は回転自在に取付けられ、対応するローラー21と向き合わされて配置され、また、対応するローラー21の軸線Aと平行な軸線Bを有する。
【0046】
さらに詳しくは、圧力ローラー22は対応するローラー21よりも長さおよび直径が小さい。
【0047】
圧力ローラー22(図6)は、本体30と、本体30の内側に同軸的に収容されるコア31とを実質的に含む。
【0048】
さらに詳しくは、本体30は、例えばゴムのような弾性変形可能な材料で作られる。
【0049】
コア31は本体30よりも剛性の高い、例えばプラスチックポリマー材料で作られ、また、ポリエーテルエーテルケトン、すなわち「PEEK」として市場で知られているポリマーで作られることが好ましい。
【0050】
本体30およびコア31はそれぞれ圧力ローラー22の半径方向外端面32および半径方向内端面33を形成する。
【0051】
本体30は面32と反対側の面35で半径方向内側を境界され、コア31は面33と反対側で面35と協働する面34により半径方向外側を境界されている。
【0052】
面32,33は、軸線Bから一定した半径距離の位置を伸長し、圧力ローラー22が中空円筒形状となることが好ましい。
【0053】
コア31は、部分40および部分41を含むことが有利であり、部分40における面33と面34との半径方向の間隔距離は部分41における面33と面34との半径方向の間隔距離よりも大きく、すなわち部分40は部分41よりも半径方向の厚さが厚い。
【0054】
部分40は圧力ローラー22の軸線Bに直角な中央面Qの片側に全体が位置するのに対して、部分41は面Qと交差している。
【0055】
部分40,41は円筒形である。
【0056】
コア31は面33,34の間に半径方向に挟まれた2つの反対両側の軸線方向端部25,26を含む。
【0057】
さらに詳しくは(図6)、コア31は端部25から端部26へ向かって、
円筒部分42およびショルダ43と、
部分40と、
面33,34の半径方向の間隔距離が減少する部分45と、
部分41とを含む。
【0058】
さらに詳しくは、面34は半径方向の外側部分45を形成する截頭円錐形部分を含む。
【0059】
端部25から端部26へ向かって、面34の截頭円錐形部分は軸線Bに収斂する。
【0060】
代替例として(図6Aに示される)、面33は端部26において、コア31のそれ以外の部分におけるよりも軸線Bから半径方向距離の大きな位置を伸長することができ、これは包装機械1における圧力ローラー22の取付け方向を一義的に定めることができて有利である。
【0061】
本体30は、面32,35の間を半径方向に伸長する2つの反対側の端部27,28を含む。さらに詳しくは、コア31の端部25,26は本体30のそれぞれの端部27,28から軸線方向に突出する。
【0062】
端部27から端部28へ向かって、本体30はコア31の多数の部分40,45,41をそれぞれ取囲む部分50,51,52を含む。
【0063】
さらに詳しくは、部分50,52は円筒形で、部分50の半径方向の厚さ、すなわち面32,35の半径方向の間隔距離は部分52の半径方向の厚さよりも小さい。
【0064】
端部27から端部28へ向かって、部分51の半径方向の厚さは大きくなる。
【0065】
本体30の部分50,52はストリップ9(図5)の部分17,16とそれぞれ協働する。
【0066】
部分17はチューブ10の内側の縁15の面に直接に重ねられる一方、部分16は縁11に取付けられ、この縁が縁15の内面に重ねられることから、圧力ローラー22はローラー21に対して明らかに不均一な厚さの、すなわち図示例ではシールストリップの長手方向の中心線に沿って位置する段部を形成されている面を押圧する。さらに詳しくは、この不均一な面はストリップ9の部分16で厚さが厚く、ストリップ9の部分17で厚さが薄い。
【0067】
この結果、本体30の部分50(図5に変形して示される)は、本体30の部分52が協働する面よりも厚さの薄い面と協働することになる。
【0068】
図3および図4に示されるように、圧力ローラー22は弾性手段により対応するローラー21に押付けられる。さらに詳しくは、弾性手段は、第1の端部が装置12に固定されるとともに第1の端部と反対側の第2の端部が支持装置56に固定された板ばね55を含み、支持装置56に対して圧力ローラー22が軸線Bの回りに回転する。
【0069】
実際の使用において、ウェブ3はリール4から繰出されて成形路Pに沿って給送される。
【0070】
さらに詳しくは、包装材料ウェブ3はガイド部材5により成形路Pに沿って、また、連続するステーション6,7,8を通して送られる。
【0071】
ステーション6では、縁11が加熱され、また、ストリップ9の部分16が最終的にパッケージ2の内側に向く縁11の面に取付けられる。部分16が縁11に取付けられると、部分17は縁11から突出する。
【0072】
次に、ウェブ3は成形組立体13と順々に相互作用し、縁11,15が重ねられるが長手方向にはシールされていないチューブ10を形成するように折曲げられる。
【0073】
さらに詳しくは、成形組立体13は、ストリップ9が未だシールされていないチューブ10の内側に位置し、長手方向にシールされようとするチューブ10の軸線に対して縁15が縁11および部分17の半径方向外側に位置し、また、縁11がストリップ9(図5)の部分16の半径方向外側に位置するように、ウェブ3(図5)を折曲げる。
【0074】
ステーション8では、縁15がポリエチレン層の溶融のために加熱され、また、縁15から縁11およびストリップ9に熱が伝導によって伝えられて縁11のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料を溶融する。
【0075】
次に、ローラー20,21で形成される円形通路を通してチューブ10が給送される。縁11,15およびストリップ9がローラー21,22の間で押圧され、縁11,15のポリエチレン層およびストリップ9の熱シール材料が混合され、これにより完成チューブ10のシール部分14を形成する分子結合剤を形成するようにされる。
【0076】
さらに詳しくは、縁15の内面に対して、ストリップ9の部分17と部分16の反対側の縁11の面とをシールすることで、シール部分14が形成される。
【0077】
シール部分14の成形時に、本体30の部分50がストリップ9の部分17を縁15の内面に押付け、本体30の部分52が部分16および縁11を縁15の内面に押付ける。
【0078】
したがって、本体30の部分50,52は、図示例ではストリップ9の中心線に沿って段部を有する同じ面の厚さの異なるそれぞれの部分と協働する。さらに詳しくは、部分52は部分50により押圧される部分よりも厚さの厚い前記面部分を押圧する。
【0079】
長手方向のシール部分のあるチューブ10は装置12によって流動食品を連続的に充填され、その後、そのチューブはジョー形式の成形組立体(図示せず)を通して送られ、該組立体において等間隔に隔てられた横断部分に沿ってグリップされ、シールされ、そして切断される。
【0080】
図7の符号22.1は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーの別の実施例を全体として示す。
【0081】
圧力ローラー22.1は圧力ローラー22に似ており、圧力ローラー22と異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0082】
さらに詳しくは、圧力ローラー22.1は、コア31.1が端部25から軸線Bに対する面33,35の半径方向の間隔距離が大きくなる端部44を含む点で、圧力ローラー22と異なる。また、面34.1は、半径方向外側の端部44を形成する截頭円錐形部分を含む。
【0083】
したがって、端部25から端部26へ向かって、面34.1の截頭円錐形部分は軸線Bに対して拡がる。
【0084】
さらに、本体30.1は、コア31.1の端部44を取囲む端部49を含む。端部27から、軸線Bに対する端部49の半径方向の厚さは大きくなる。
【0085】
有利なことに、コア31.1の端部44を取囲む本体30.1の端部49は本体30.1によるコア31.1の把持を良好にすることができ、これにより使用時に協働する面34.1,35の間の相互の安定性を高め、結果として寿命が長くなる。
【0086】
図8の符号22.2は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.2は圧力ローラー22,22.1と似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1,22.2の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0087】
さらに詳しくは、圧力ローラー22.2は中空バレル形状、すなわち端部27から平面Qまでは軸線Bに対する半径方向距離が大きくなるように、平面Qから端部28までは軸線Bに対する半径方向距離が小さくなるように面32.2が伸長する点で、圧力ローラー22.1と異なる。
【0088】
有利なことに、圧力ローラー22.2は面32.2により作用される圧力を、コア31.1および本体30.2の半径方向寸法を変化させることで如何様にも分配させることができる。本体30.2の中空バレル形状は、小径のチューブ10を意図して包装機械に組込まれるときに、圧力ローラー22.2を特に有利とする。
【0089】
図9の圧力ローラー22.3は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.3は圧力ローラー22,22.1,22.2と似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.2の同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0090】
圧力ローラー22.3は、コア31.3がバレル形状部分40.3を含む、すなわち、端部25から平面Qに平行で間隔を隔てられた平面Rへ向かって軸線Bに対する面33,35.3の半径方向の間隔距離が大きくなり、特に、面33,35.3の半径方向の間隔距離が面32.2と面33との間隔距離に比例して大きくなる点で、圧力ローラー22.2とは特に異なる。したがって、コア31.3の部分40.3を取囲む本体30.3の部分50.3の厚さは端部27と平面Rとの感では一定である。換言すれば、端部25から平面Rまでは面34.3と面32.2との間隔距離は一定である。
【0091】
有利なことに、圧力ローラー22.3を含む本発明による包装機械は、本体30.3の部分50.3の変形が均質的に分配されることによって面32.2により作用される圧力を特に均等に分配することができる。
【0092】
図10の符号22.4は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.4は上述した圧力ローラーと似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、これまで記載してきた全ての圧力ローラーの同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0093】
圧力ローラー22.4は、コア31.4が部分41および部分45の軸線方向の間に介在された円筒部分46と、端部25から端部26へ向かって厚さが厚くなる部分47とを含む点で圧力ローラー22.1とは異なる。さらに詳しくは、部分47は円筒部分46および部分41の軸線方向の間に介在される。
【0094】
本体30.4は、円筒部分46,47をそれぞれ取囲む2つの部分57,58を含む点で本体30.1とは異なる。
【0095】
最後に、面33.4は、端部26よりも端部25における方が軸線Bから半径方向距離の大きな位置を伸長している点で面33.1とは異なる。
【0096】
図11の符号22.5は、本発明による包装機械1に組込まれる圧力ローラーのさらに他の実施例を全体として示す。圧力ローラー22.5は上述した圧力ローラーと似ており、それらのローラーと異なることのみ以下に説明される。また、これまで記載してきた全ての圧力ローラーの同じまたは対応する部分については、できるだけ同じ符号が使われる。
【0097】
圧力ローラー22.5は、コア31.5が部分41および部分40.3の軸線方向の間に介在された円筒部分46.5と、端部25から端部26へ向かって厚さが薄くなる部分47.5とを含む点で圧力ローラー22.3とは異なる。さらに詳しくは、部分47.5は部分46.5および部分41の軸線方向の間に介在される。
【0098】
本体30.5は、部分46.5,47.5をそれぞれ取囲む2つの部分57.5,58.5を含む点で本体30.3とは異なる。
【0099】
圧力ローラー22.5を組込む本発明の包装機械1は、2段階の面を有する、すなわち軸線Bから3つの異なる半径方向距離の位置を伸長する3つの異なる部分を有する小径のチューブ10に特に適している。
【0100】
上述した何れの圧力ローラーを組込む本発明の包装機械の利点は、上述の説明から明白となるであろう。
【0101】
特に、剛性材料で作られたコア31,31.1,31.3,31.4,31.5は、部分41よりも部分40における半径方向の厚さの方が厚く、また、弾性変形可能な材料で作られる本体30は部分50よりも部分52における半径方向の厚さの方が厚い。
【0102】
換言すれば、部分40,50を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の、軸線Bに対する半径方向の剛性は、剛性材料で作られるコア31,31.1,31.3,31.4,31.5の部分40の剛性によって優先的に決定される。同様に、部分41,52を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の、軸線Bに対する半径方向の剛性は、弾性変形可能な材料の本体30,30.2の部分52の剛性によって優先的に決定される。
【0103】
したがって、部分40,50を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分は、部分41,52を含むローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分よりも、軸線Bに対する半径方向の剛性が大きい。
【0104】
この結果、ストリップ9の部分17と協働する面32の部分は、ストリップ9の部分16と協働する面32の部分よりも小さい度合いで軸線Bに対して半径方向に変形する。
【0105】
この理由により、ストリップ9に作用する圧力は、図示例ではストリップ9の中心線と一致する段部において最大となり、また、シール部分14の完全な形成を保証するために両部分16,17に十分な強さが保持されることを本出願人は観察した。
【0106】
換言すれば、部分40,50における圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の剛性が大きいことが、両縁11,15に対する部分16の重ね合わせ、および縁15に対する部分17だけの重ね合わせを補償する。
【0107】
さらに、コア31,31.1,31.3,31.4,31.5の部分40,41における半径方向の厚さの違いは、面32,32.2,33の形状を変更することなく、すなわち圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の全体的な外部の幾何学形状を変えることなく、ストリップの部分16,17と協働する圧力ローラー22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の部分の剛性を変化できるようにする。
【0108】
換言すれば、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5は、コア31,31.1,31.3,31.4,31.5および本体30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5の寸法を適当に変化させることによって面32,32.2により作用される圧力を如何様にも分配させることができる。
【0109】
圧力ローラー22.1,22.3,22.5は、小径のチューブ10の場合に特に有利である。
【0110】
すなわち、面32.2はチューブ10の内面と干渉せずに作動し、これにより端部27,28に隣接する面32.2の部分がチューブ10の内面に痕跡を残すことを防止するように設計できる。
【0111】
最後に、圧力ローラー22.4,22.5は部分40,50を含む第1の部分に第1の剛性を、部分41,52を含む第2の部分に第2の剛性を、また、部分46,58を含む第3の部分に第3の剛性を有する。
【0112】
したがって、圧力ローラー22.4,22.5は、2段階の面を含む、すなわち軸線Bから3つの異なる半径方向距離の位置を伸長する3つの異なる部分を有する場合に特に有利となる。
【0113】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載したような圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5が組込まれた包装機械を変化できることは明白である。
【0114】
特に、不均一な厚さのシート面を圧縮する包装機械は、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5のように、軸線Bから異なる半径方向距離の位置を伸長する2つの部分を有するあらゆるローラーを組込むことができる。
【0115】
圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5はまた、直径よりも長さがかなり大きく、一定厚さの面と協働する積層筒体も形成する。その場合、軸線Bに沿う圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の剛性変化が、圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5の変形の補償と、材料への均等圧力作用とに影響を与える。
【0116】
包装機械1はまた、2つ以上の圧力ローラー22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5を含むことができる。
【符号の説明】
【0117】
A,B 軸線
P 成形路
Q,R 平面
1 包装機械
2 パッケージ
3 包装材料ウェブ
4 リール
5 ガイド部材
6,7,8 ステーション
9 シールストリップ
10 包装材料チューブ
11,15 長手方向縁
12 装置
13 成形組立体
14 長手方向シール部分
15 長手方向縁
16,17 部分
20,21成形ローラー
22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5 圧力ローラー
25,26,27,28 端部
30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5 本体
31,31.1,31.3,31.4,31.5 コア
32,32.2 半径方向外端面
33,33.1,33.4 半径方向内端面
34,34.1,34.3,35,35.3 面
40,40.3,41,42,45,46,46.5,47,47.5,50,50.3,51,52,57,57.5,58,58.5 部分
43 ショルダ
44,49 端部
55 板ばね
56 支持装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
反対各側にそれぞれ第1および第2の長手方向縁(11,15)を有する包装材料ウェブ(3)からシール部分のある食品用パッケージ(2)を製造する包装機械(1)であって、
前記ウェブ(3)の強制的な通路を形成し、包装材料チューブ(10)を成形するために前記第1および第2の長手方向縁(11,15)を重ね合わせて保持し、また、前記チューブ(10)の外側に配置される成形組立体(13)であり、前記第1および第2の長手方向縁(11,15)は重ねられたときに前記チューブ(10)の内側に向いた不均一な厚さの面(11,15)を形成するようになされている成形組立体(13)と、
前記チューブ(10)の内側に配置され、不均一な厚さの前記面(11,15)を前記成形組立体(13)に押付けてチューブ(10)の長手方向のシール部分(14)を形成する少なくとも1つの圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)とを含む包装機械(1)において、
前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)は、
前記シート材料(9,11,15)を押圧するための弾性変形可能な材料で作られた本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)と、
前記本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)よりも剛性の大きな材料で作られ、前記本体の内側に収容されて角度方向に関して一体化されたコア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)であり、前記本体(30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)と協働する第1の端面(34)と、前記第1の面(34,34.1,34.2,34.3,34.4,34.5)に対して半径方向内側の第2の端面(33)とを含む前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)とを含み、
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)は少なくとも1つの第1の部分(40,40.3)を含み、前記第1の部分(40,40.3)における前記第1および第2の面(34,34.1,34.2,34.3,34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離は前記第2の部分(41)におけるよりも大きいことを特徴とする包装機械。
【請求項2】
前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)が前記軸線(B)と交差する中央面(Q)を含み、また、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)の少なくとも1つ(40,40.3)が前記面(Q)の一方の側を伸長することを特徴とする請求項1に記載の包装機械。
【請求項3】
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)の前記第1の部分(40,40.3)が前記面(Q)の前記一方の側を伸長することを特徴とする請求項2に記載の包装機械。
【請求項4】
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)が前記第1および第2の第1の部分(40,40.3;41)の間に軸線方向に挟まれた第3の部分(45)を含み、また、これにおいて前記第1および第2の面(34,33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34)は前記第3の部分(45)において截頭円錐形であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項5】
前記第2の面(33)が前記軸線(B)から一定の距離の位置を延在することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項6】
前記第1および第2の部分(40,41)が円筒形であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項7】
前記第1の部分(40.3)において前記第1および第2の面(34.2,34.3,34.5;33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34.2,34.3,34.5)は前記第1の部分(40.3)においてバレル形状をしていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項8】
前記第1の面(34.3,34.5)と、前記本体(30.3,30.5)の半径方向外面(32)との半径方向の間隔距離が前記第1の部分(40.3)において一定であることを特徴とする請求項7に記載の包装機械。
【請求項9】
前記コア(31.4,31.5)が、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)の間に軸線方向に挟まれた円筒形のさらに他の部分(46)を含み、前記さらに他の部分(46)で測定される前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離は、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)で測定される前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離とは異なることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項10】
前記コア(31.4,31.5)が、前記円筒形のさらに他の部分(46)および前記第2の部分(41)の間に軸線方向に挟まれた第4の部分(47)を含み、これにおいて前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34.4,34.5)は前記第4の部分(46)において截頭円錐形であることを特徴とする請求項9に記載の包装機械。
【請求項11】
最終的に前記パッケージ(2)の内面を形成する前記第1の長手方向縁(11)の面に対してシールストリップ(9)の第1の部分(16)を取付けるためのステーション(6)をさらに含み、
前記成形手段(13)および前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)は、最終的に前記パッケージ(2)の内面を形成する前記第2の長手方向縁(15)の面の上に前記シールストリップ(9)の第2の部分(17)を重ね合わせて保持し、また、前記シールストリップの前記第1の部分(16)および前記第1の長手方向縁(11)を前記第2の長手方向縁(15)の上に重ね合わせて保持し、
また、前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)の前記本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)が、前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)の前記第1の部分(40)および前記第2の部分(41)をそれぞれ取囲む第1の本体部分(50)および第2の本体部分(52)を含み、前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)の前記第1の部分(50)が前記シールストリップの前記第2の部分(17)および前記第2の長手方向縁(15)を前記成形手段(13)に対して押付け、また、前記第2の本体部分(52)が前記シールストリップ(9)の前記第1の部分(16)と前記第1および第2の長手方向縁(11,15)とを前記成形手段(13)に対して押付けることを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項12】
前記成形手段(13)が多数の成形ローラー(20,21)を含むことを特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項1】
反対各側にそれぞれ第1および第2の長手方向縁(11,15)を有する包装材料ウェブ(3)からシール部分のある食品用パッケージ(2)を製造する包装機械(1)であって、
前記ウェブ(3)の強制的な通路を形成し、包装材料チューブ(10)を成形するために前記第1および第2の長手方向縁(11,15)を重ね合わせて保持し、また、前記チューブ(10)の外側に配置される成形組立体(13)であり、前記第1および第2の長手方向縁(11,15)は重ねられたときに前記チューブ(10)の内側に向いた不均一な厚さの面(11,15)を形成するようになされている成形組立体(13)と、
前記チューブ(10)の内側に配置され、不均一な厚さの前記面(11,15)を前記成形組立体(13)に押付けてチューブ(10)の長手方向のシール部分(14)を形成する少なくとも1つの圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)とを含む包装機械(1)において、
前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)は、
前記シート材料(9,11,15)を押圧するための弾性変形可能な材料で作られた本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)と、
前記本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)よりも剛性の大きな材料で作られ、前記本体の内側に収容されて角度方向に関して一体化されたコア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)であり、前記本体(30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)と協働する第1の端面(34)と、前記第1の面(34,34.1,34.2,34.3,34.4,34.5)に対して半径方向内側の第2の端面(33)とを含む前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)とを含み、
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)は少なくとも1つの第1の部分(40,40.3)を含み、前記第1の部分(40,40.3)における前記第1および第2の面(34,34.1,34.2,34.3,34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離は前記第2の部分(41)におけるよりも大きいことを特徴とする包装機械。
【請求項2】
前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)が前記軸線(B)と交差する中央面(Q)を含み、また、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)の少なくとも1つ(40,40.3)が前記面(Q)の一方の側を伸長することを特徴とする請求項1に記載の包装機械。
【請求項3】
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)の前記第1の部分(40,40.3)が前記面(Q)の前記一方の側を伸長することを特徴とする請求項2に記載の包装機械。
【請求項4】
前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)が前記第1および第2の第1の部分(40,40.3;41)の間に軸線方向に挟まれた第3の部分(45)を含み、また、これにおいて前記第1および第2の面(34,33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34)は前記第3の部分(45)において截頭円錐形であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項5】
前記第2の面(33)が前記軸線(B)から一定の距離の位置を延在することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項6】
前記第1および第2の部分(40,41)が円筒形であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項7】
前記第1の部分(40.3)において前記第1および第2の面(34.2,34.3,34.5;33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34.2,34.3,34.5)は前記第1の部分(40.3)においてバレル形状をしていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項8】
前記第1の面(34.3,34.5)と、前記本体(30.3,30.5)の半径方向外面(32)との半径方向の間隔距離が前記第1の部分(40.3)において一定であることを特徴とする請求項7に記載の包装機械。
【請求項9】
前記コア(31.4,31.5)が、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)の間に軸線方向に挟まれた円筒形のさらに他の部分(46)を含み、前記さらに他の部分(46)で測定される前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離は、前記第1および第2の部分(40,40.3;41)で測定される前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の半径方向の間隔距離とは異なることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項10】
前記コア(31.4,31.5)が、前記円筒形のさらに他の部分(46)および前記第2の部分(41)の間に軸線方向に挟まれた第4の部分(47)を含み、これにおいて前記第1および第2の面(34.4,34.5;33)の間隔距離はさまざまであり、前記第1の面(34.4,34.5)は前記第4の部分(46)において截頭円錐形であることを特徴とする請求項9に記載の包装機械。
【請求項11】
最終的に前記パッケージ(2)の内面を形成する前記第1の長手方向縁(11)の面に対してシールストリップ(9)の第1の部分(16)を取付けるためのステーション(6)をさらに含み、
前記成形手段(13)および前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)は、最終的に前記パッケージ(2)の内面を形成する前記第2の長手方向縁(15)の面の上に前記シールストリップ(9)の第2の部分(17)を重ね合わせて保持し、また、前記シールストリップの前記第1の部分(16)および前記第1の長手方向縁(11)を前記第2の長手方向縁(15)の上に重ね合わせて保持し、
また、前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)の前記本体(30,30.1,30.2,30.3,30.4,30.5)が、前記コア(31,31.1,31.3,31.4,31.5)の前記第1の部分(40)および前記第2の部分(41)をそれぞれ取囲む第1の本体部分(50)および第2の本体部分(52)を含み、前記圧力ローラー(22,22.1,22.2,22.3,22.4,22.5)の前記第1の部分(50)が前記シールストリップの前記第2の部分(17)および前記第2の長手方向縁(15)を前記成形手段(13)に対して押付け、また、前記第2の本体部分(52)が前記シールストリップ(9)の前記第1の部分(16)と前記第1および第2の長手方向縁(11,15)とを前記成形手段(13)に対して押付けることを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の包装機械。
【請求項12】
前記成形手段(13)が多数の成形ローラー(20,21)を含むことを特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の包装機械。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図6a】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図6a】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公表番号】特表2011−521853(P2011−521853A)
【公表日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−510954(P2011−510954)
【出願日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【国際出願番号】PCT/EP2009/056195
【国際公開番号】WO2009/144168
【国際公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【出願人】(591007424)テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム (190)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【国際出願番号】PCT/EP2009/056195
【国際公開番号】WO2009/144168
【国際公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【出願人】(591007424)テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム (190)
【Fターム(参考)】
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