説明

RFIDタグがそこに融合させられるインモールドフィルムを用いて容器をブロー成形する方法及び装置

RFIDタグがその中に組み込まれるプラスチック容器を製造する装置及び方法が開示される。ブローモールドが閉じられ且つ加圧空気がパリソンを膨張させるために、RFIDタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムが使用される直前に、ボトルはパリソンに対して配置又は設置される、ブローモールド技術を使用して製造される。よって、結果として生ずる容器は、その中にRFIDタグが融合されており、製造後に容器を探知及び追跡すること、及びボトルの真正性が確認され得る機構を提供することを可能にする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は一般に、プラスチック部品を成形する方法に関し、より詳細には、RFIDタグがそこに組み込まれるボトルを射出ブロー成形する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現代の市場において、製造された時点から一時的に保存される配送センターへ、販売される小売施設へ、及び最終的には消費者宅又は事業所へと容易に追跡可能な、例えばボトル及び容器等の製品を製造することが望まれる場合が多い。少なくとも部分的にこの目的を可能にするために、長年にわたり多くの装置が作られてきた。例えば、現在のほとんどの商業製品は、ユニバーサルプロダクトコード(UPC)又は光学読取機によってスキャン可能な電子署名である他の形態のバーコードを備えている。バーコードは、それが割り当てられる特定の種類の製品に対して一意の署名を有するが、製品の分類の中で個々の製品を限定的に追跡することが出来るにすぎない。さらに、バーコードは、特に光学読取機によってスキャンされなければならず、且つ遠くからパッシブに監視することが出来ない。
【0003】
従って、RFID(Radio Frequency Identification)タグの導入は、多くの近代的製品で広まって来ている。RFIDタグは、アクティブ又はパッシブのいずれかであり得る。その相対的に低い費用を考慮するとパッシブの形態が最も望ましい。パッシブRFIDタグを用いると、集積チップには単純なアンテナが設けられるが、専用の電源は設けられない。回路は、トランスミッタ又はトランスポンダからの無線周波にさらされると、十分なレベルの電流がチップに誘起されて電源が入り、今度はその一意の無線周波識別コードをレシーバ又はトランスポンダに送り返す。チップは、従来から知られているシリコンウエハ上の事前加工チップとは対照的に、リソグラフィ又は他の先進的印刷技術を使用して製造されることが多い。このようなチップは、面積においては0.15mm×0.15mm程度の小ささであることが可能であり、従来の紙一枚よりも薄いことが可能である。従って、上述したバーコードの便益に加えて、それらが取り付けられる物体上に相対的に少ない空間を占め、又は全く空間を占有しないという便益をも提供する。
【0004】
RFIDタグの組み込みが、電子機器、衣類タグ、自動車等を含む多くの小売商品で一般的になって来ているが、現在存在する1つの問題は、成形製品にこのようなタグを組み込むことである。特に、中空の容器又はボトルの製造において、このようなボトルが例えば射出ブロー成形によって大量生産される点に関して、このようなタグの組み込みは特に問題がある。それは極度の高温下で高速且つ相対的に低コストで行われなければならないからである。接着剤を使用して製造工程中にこのような容器にRFIDタグを取り付ける方法が存在し得る。しかし、このような接着剤の使用は、追加のコスト及び材料を必要とし、且つ製造工程を著しく遅らせる。ボトル製造後にRFIDを組み込むことは1つの選択肢であろう。しかし、これもまたそれ自体の性質によって、相対的に遅く、相対的に費用が高く、且つ審美的に最適ではない。従って、従来の射出ブロー成形技術の速度及び低コストを維持しながら、効果的にRFIDタグをボトルに成形するような技術及び装置を提供することがなおも必要とされている。
【発明の概要】
【0005】
本開示の1態様によれば、RFIDタグがその中に組み込まれる容器を成形する方法が開示され、この方法は、加熱パリソンを成形するステップと、所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に加熱パリソンを配置するステップと、RFIDタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを加熱パリソンと接触させるステップと、半分ずつのモールドを結合させるステップと、容器を形成するために加熱パリソンを膨張させるステップと、モールドからインモールドフィルム及びRFIDタグがそこに融合される容器を取り除くステップとを備える。
【0006】
本開示の別の態様によれば、RFIDタグがその中に組み込まれる容器を成形する方法が開示され、この方法は、マンドレルの周囲に加熱パリソンを射出成形するステップと、所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に加熱パリソン及びマンドレルを配置するステップと、少なくとも4つの層を有し且つRFIDタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを加熱パリソンと直接的に接触させるステップと、半分ずつのモールドを結合させるステップと、容器を形成するために加熱パリソンを膨張させるステップと、モールドからインモールドフィルム及びRFIDタグがそこに融合される容器を取り除くステップとを備える。
【0007】
本開示の別の態様によれば、RFIDタグがその中に組み込まれる容器を成形する装置が開示され、この装置は、外向きにそこから延伸する複数のマンドレルを有するターンテーブルであって、マンドレルが線形経路に沿って連続的に移動するように段階的に回転可能であるターンテーブルと、各ステーションが常に少なくとも1つのマンドレルに近接するように経路に沿って配置される複数のステーションであって、パリソンをマンドレル上に射出成形するためのパリソンモールドを有する第1のステーションと、RFIDタグをその中に有するインモールドフィルムをパリソン上に直接的に配置し且つ容器をブロー成形するためのブローモールドを有する第2のステーションと、容器をマンドレルから取り除く第3のステーションと、新しいパリソンをそこに成形するためにマンドレルを調整及び準備する第4のステーションとを少なくとも有する複数のステーションとを備える。
【0008】
本開示のこうした及び他の態様並びに特徴は、以下の図面を伴って以下の記載を読めばより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の教示によって実施され得る一連のステップの実例を表すフローチャートである。
【図2】本開示の方法に従って容器を製造するために使用され得る機械の実例の概略図である。
【図3】本開示に従って射出成形するステップの概略図である。
【図4】本開示に従ってブロー成形するステップの概略図である。
【図5】本開示に従って容器を取り除くステップの概略図である。
【図6】本開示の教示に従ってRFIDタグが組み込まれた容器の斜視図である。
【図7】図6の線7−7に沿って取られる容器フィルムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は様々な変形及び代替構成を許容することが出来るが、その一部の例示的実施形態が図面に示されており、以下に詳細に説明されるであろう。しかし、本発明を開示された特定の形態に限定することは意図されておらず、それとは逆に、本発明の精神及び範囲内に入る全ての変形、代替構成及び均等物を対象とすることが意図されることが理解されるべきである。
【0011】
(本開示の詳細な説明)
次に図面を参照して、詳細には図1を参照すると、本開示の教示に従って実施され得る一連のステップの実例を表すフローチャートが提供される。以下のステップ及び装置は射出ブロー成形の工程と共に記載されるが、本開示の教示は、押し出しブロー成形、延伸ブロー成形等を含む他の形態のブロー成形を用いて実施されてもよいことが理解されるべきである。
【0012】
次に図1を詳細に参照すると、射出ブロー成形の手順に従う工程10は、最終的に容器を形成するために使用されるプリフォーム又はパリソンを射出成形する第1のステップ12を含んでもよい。パリソンは、形成されるボトル又は容器の口の概略的な寸法を有し、中空で且つ実質的に円筒状であってもよい。パリソンは、例えばペレットを加熱し且つ融解させて液状にするために、スクリューコンベヤを介してペレット化されたプラスチックをすりつぶす等の従来のステップを使用して射出成形されてもよい。加熱された液体プラスチックは、次に、加熱パリソンを作り出すために加圧されて射出モールドに注入されてもよい。終了すると、加熱パリソンは、さらなる工程のために射出モールドから取り除かれてもよい。
【0013】
ステップ12で形成された加熱パリソンは、図1の工程10の後続のステップ14において半分ずつのブローモールド内に配置されてもよい。半分ずつのブローモールドを閉じる前に、RFIDタグがその中に組み込まれたインモールドフィルムが第3のステップ16において加熱パリソンと接触させられてもよい。加熱パリソンの粘着性を考慮すれば、フィルムは、パリソンに向けて一時的に付着してもよい。この選択肢は、実行するために相当の時間及び追加の費用を必要とし得る、別個の接着剤の使用を回避する。さらに、パリソンの粘性及び粘着性は、パリソンの構造的完全性を維持しながらフィルム及びRFIDタグの適切な配置を確実にする。代替的に、フィルム及びRFIDタグはブローモールド内に配置されてもよく、それは閉じることに応じてフィルムをパリソンと接触させ得る。
【0014】
図1の工程10の次のステップ18に示されるように、半分ずつのブローモールドは、容器が形成され得る実質的に密封された空洞を形成するために、油圧シリンダ(hydraulic cylinder)等を使用して相当の圧力レベルで閉じられてもよい。モールドが閉じられると、膨張ステップ20においてパリソンを膨張させるために、加圧された空気がパリソンの中空の内部に注入されてもよい。この膨張は、それが閉じられたブローモールドの内部表面に掛かるまで放射状に外側にパリソンを移動させてもよく、それにより所望の容器の形状をとる。モールドが相対的に低い温度で維持されるので、容器は急速に凝固し且つ自身を冷却することが可能であり、膨張ステップ20の直後に、それが除去ステップ22においてモールドから除去されることを可能とする。形成された容器はフィルムを経由してそこに融合されるRFIDタグが設けられるので、結果として生ずる容器は、容器が製造され得る速度及び結果として生じる費用における実質的に僅かな変化で、製造時から、販売点へ、処分時へと容易に追跡され得る。
【0015】
係属中の開示を実行するために使用される道具又は機械には、1つの例示では有るが図2に示される機械24が多くの形態で提供されてもよい。そこで示されるように、機械24には、1つ以上のコアロッド又はマンドレル28が外側に延伸するターンテーブル26が設けられてもよい。ターンテーブル26は、経路に沿って配置されるステーションS1−S4のような一連のステーションを介して、マンドレル28を連続的に回転させるために、回転可能であってもよい。各ステーションS1−S4は、例えば図1のブロー成形工程等の、異なるステップ、又はステップ、工程の組を実行してもよい。使用中、ターンテーブル26は、完全な1周又はサイクルの終わりに容器を最終的に形成するために、各ステーションS1−S4を介してマンドレル28を連続的に回転させてもよい。より詳細には、図2のターンテーブル26は、それぞれが1サイクルを終了し且つRFIDタグがそこに融合される1組の容器を完全に形成する、4つの連続する90度の回転を経る。代替的に、より多くの又はより少ないステーションがターンテーブル26の周囲に配置されてもよい。この場合には、ターンテーブル26は、1回転を終了するために、それぞれより小さい又はより大きい回転を経由して連続的にステップしてもよい。また、回転ターンテーブル26の配置に反して、このようなステーションが組立て工程の線形経路に沿って別個の位置で提供される、他の機械及びアセンブリが使用されてもよいことが理解されるべきである。
【0016】
さらに図2を参照すると、例示的な第1のステーションS1は、最終的に容器32を形成するために使用されるパリソン30を射出成形する第1のステップ12を実行してもよい。詳細には、第1のステーションS1は、図3でもより詳細に示されるように、そのそれぞれの中央コア又はマンドレル28の周囲に配置されるパリソンモールド34を提供してもよい。パリソン30の中空円筒形状を許容するために、本明細書で後に参照されるブローステップで使用される加圧された空気を導入する導管を提供するために、マンドレル28もまた中空であってもよい。パリソンモールド34は、所望のパリソン30の形状で空間又は空洞36を提供してもよい。より詳細には、所望の形状は、結果としてもたらされる所望のボトル又は容器32の口と実質的に同様の大きさを有する口用にではあるが、実質的に円筒の外観を有してもよい。パリソンモールド34は、射出成形の分野では一般に知られているように、相当の圧力下で互いに固定されるときに、液体プラスチックの注入に適合される実質的に密封された空洞36を形成する、半分ずつのはめ合わせ又はクラムシェルで従来通りに提供されてもよい。その後、パリソン30を形成するために、液体プラスチックがマンドレル28とパリソンモールド34との間の空洞36に注入されてもよい。パリソンモールド34は、次に、マンドレル28の周りに位置する結果として生ずるパリソン30から取り除かれてもよい。パリソン30は、その粘着性並びに可鍛性の形状を維持するために相対的に高められた温度で保持されてもよい。
【0017】
パリソン30がさらに加熱され且つ可鍛性である間、それは図1の後続のステップ14、16、18及び20が実行され得る第2のステーションS2に進められてもよい。詳細には、ターンテーブル26は、第2のステーションS2へとマンドレル28及びその加熱パリソン30を進めるために90度回転し、且つ図4に示されるように、半分ずつのブローモールド38の中にパリソン30を配置してもよい。ブローモールド38は、内部空洞40及び実質的に所望の容器32の形状を含むように形成されてもよい。任意のこのような実施形態において、図1のブローステップ20が終了するまでパリソン30の加熱性を維持するために、パリソン30が一旦形成されると半分ずつのブローモールド38の中に直接配置出来るように、パリソン30はマンドレル28上に成形されてもよい。
【0018】
加熱パリソン30がマンドレル28の周りに形成され且つ半分ずつのブローモールド38の中に配置された後、RFIDタグ44がその中に組み込まれるインモールドフィルム42は、図1の第3のステップ16により示されるように、ブローモールド38を閉じる前に加熱パリソン30と接触させられてもよい。パリソン30の加熱性及び粘着性を考慮すると、インモールドフィルム42は、パリソン30に向けて一時的に直接付着してもよい。上記で強調されたように、この選択肢は、実行するために相当の時間及び追加の費用を必要とし得る、別個の接着剤の使用を回避する。さらに、パリソン30の粘性及び粘着性は、パリソン30の構造的完全性を維持しながら、インモールドフィルム42及びRFIDタグ44の適切な配置を確実にする。代替的に、インモールドフィルム42及びRFIDタグ44は、閉じられるとインモールドフィルムをパリソン30に接触させ得る、ブローモールド38の空洞40の中に配置されてもよい。どちらの場合にも、ブローモールド38が閉じられる前にパリソン30に対してインモールドフィルム42が適切に配置されることを確実にし且つ検査するために寸法が測定されてもよい。
【0019】
RFIDタグ44を含むインモールドフィルム42がパリソン30と接触すると、半分ずつのブローモールド38は、図1のモールド閉封ステップ18に示されるように最終的に閉じられてもよい。第2のステーションS2は、容器32が形成され得る実質的に閉じられた空洞40を形成するために、油圧シリンダ等を使用して相当の圧力レベル下で半分ずつのブローモールド38を閉じてもよい。ブローモールド38が閉じられると、図1の膨張ステップ20により示されるように、パリソン30を膨張させるために、加圧空気がマンドレル28及びパリソン30の中空の内部に注入されてもよい。この膨張は、パリソンを空洞40の内部表面41に掛かるまで放射状外向きに移動させ、それにより図4によりさらに示されるように、所望の容器32の形状をとる。半分ずつのブローモールド38は、容器32のプラスチックを膨張ステップ20の後で即座に冷却開始させるように、より低い温度で維持されてもよい。
【0020】
半分ずつのブローモールド38がさらに容器32を囲んで閉じられると、ターンテーブル26は容器32及び半分ずつのブローモールド38を第3のステーションS3へと配置するためにさらに90度回転してもよい。配置されると、半分ずつのブローモールド38は、容器32を見えるようにするために図5で示されるように容器32から取り除かれてもよい。代替的に、半分ずつのブローモールド38は、第3のステーションS3に入る前に第2のステーションS2で容器32から取り除かれてもよい。いずれの場合でも、容器32が実質的に冷却されると、図1で示されるように除去ステップ22の間に容器32がマンドレル28から取り除かれてもよい。図6に示されるように、結果として生ずる容器32は、インモールドフィルム42及びRFIDタグ44がそこに融合されてもよい。そうすることでRFIDタグ44は、限定するわけではないが、側壁及び底を含む、容器32の外面の任意の場所に配置され得ることが理解されるべきである。
【0021】
容器32がマンドレル28から取り除かれたら、図2のターンテーブル26は、次に、マンドレル28を第4のステーションS4に配置するためにさらに90度回転してもよい。第4のステーションS4は、図1のブロー成形工程を繰り返すために、第1のステーションS1に再び入るためにマンドレル28を単に調整及び準備するだけであってもよい。
【0022】
最後に、図7に関して、インモールドフィルム42の断面が提供される。図7に表されるインモールドフィルム42は、例えば、上部層46、セキュリティ層48、グラフィックス層50及び融合層52を含む4つの層を含んでもよい。上部層46は、例えばウレタン等の、高光沢且つ耐久性のある材料を備えてもよい。RFIDタグ44は、上部層46の下部に配置され得るセキュリティ層48内に設けられてもよい。セキュリティ層48はまた、肉眼では不可視であって、紫外線、赤外線、又は同様の光源の存在下でのみ可視となるように構成されるカスタムのロゴ又はシンボルを含んでもよい。図7に示されるように、グラフィックス層50が、セキュリティ層48の下部で、様々なグラフィックスが設けられてもよい。グラフィックスは、マーケティング情報、製品情報、又は容器32の最終ユーザに所望される他の情報を含んでもよい。グラフィックス層50はまた、例えば、フェードレジスタント4色印刷工程及び承認インクを使用してそこに印刷される高解像度画像を含んでもよい。最後に、インモールドフィルム42の融合層52が、図7に示されるように、グラフィックス層50の下部に配置されてもよい。融合層52は、微小孔構造を含み、且つ容器32が製造される材料と容易に融合するように製造されてもよい。当技術分野では容易に理解されるように、多くの異なるポリマーが射出ブロー成形に適している。限定するわけではないが、ポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ABS、ポリ塩化ビニル、ナイロン、低密度ポリエチレン、及び高密度ポリエチレンを含む。
【0023】
上記に基づいて、RFIDタグがそこに組み込まれ又は直接融合されるプラスチック容器を製造する新規な方法及び装置が開示されることを見て取ることが出来る。RFIDタグがそこに融合されるだけでなく、それは従来からの射出ブロー成形技術と相対的に同じ速度及び費用レベルで製造され得る。RFIDタグをこのような容器に含むことによって、容器は、製造の時点から、販売時点、及びリサイクル用に処分する時点さえも探知及び追跡され得る。さらに、製品は、盗難又は紛失の場合に追跡され得る。RFIDタグは、製造業者及び消費者に製品の真正性を確認させ、それにより偽造製品に対する抑止手段を提供してもよい。これは、顧客が容器内に提供される医薬品の真正性及び安全性を信頼可能であることが必要とされる医療産業において特に重要であり得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
RFIDタグをその中に有する容器を成形する方法であって、
加熱パリソンを成形するステップと、
前記所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に前記加熱パリソンを配置するステップと、
前記RFIDタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップと、
前記半分ずつのモールドを結合させるステップと、
前記容器を形成するために前記加熱パリソンを膨張させるステップと、
前記モールドから前記インモールドフィルム及びRFIDタグがそこに融合された前記容器を取り除くステップと
を備える、方法。
【請求項2】
前記パリソンを成形するステップは、前記加熱パリソンをマンドレルの周囲に射出成形することによって実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
インモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップは、接着剤を含まない、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、少なくとも4つの層を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、ウレタン層を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、セキュリティ層を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、グラフィックス層を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、融合層を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記半分ずつのモールドを結合させるステップは、油圧シリンダによって実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
RFIDタグをその中に有する容器を成形する方法であって、
マンドレルの周囲に加熱パリソンを射出成形するステップと、
前記所望の容器の形状の空洞を有する半分ずつのモールドの間に前記加熱パリソン及びマンドレルを配置するステップと、
少なくとも4つの層を有し且つ前記RFIDタグがその中に組み込まれるインモールドフィルムを前記加熱パリソンと直接的に接触させるステップと、
前記半分ずつのモールドを結合させるステップと、
前記容器を形成するために前記加熱パリソンを膨張させるステップと、
前記モールドから前記インモールドフィルム及びRFIDタグがそこに融合された前記容器を取り除くステップと
を備える、方法。
【請求項11】
インモールドフィルムを前記加熱パリソンと接触させるステップは、接着剤を含まない、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、ウレタン層を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項13】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、セキュリティ層を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項14】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、グラフィックス層を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項15】
前記加熱パリソンと接触させされる前記インモールドフィルムは、融合層を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項16】
前記半分ずつのモールドを結合させるステップは、油圧シリンダによって実行される、請求項10に記載の方法。
【請求項17】
RFIDタグをその中に有する容器を成形する装置であって、
外向きにそこから延伸する複数のマンドレルを有するターンテーブルであって、前記マンドレルが線形経路に沿って連続的に移動するように段階的に回転可能であるターンテーブルと、
各ステーションが常に少なくとも1つのマンドレルに近接するように前記経路に沿って配置される複数のステーションであって、パリソンを前記マンドレル上に射出成形するためのパリソンモールドを有する第1のステーションと、前記RFIDタグをその中に有するインモールドフィルムを前記パリソン上に直接的に配置し且つ前記容器をブロー成形するためのブローモールドを有する第2のステーションと、前記容器を前記マンドレルから取り除く第3のステーションと、新しいパリソンをそこに成形するために前記マンドレルを調整及び準備する第4のステーションとを少なくとも有する複数のステーションと
を備える、装置。
【請求項18】
前記ターンテーブルは、90度ずつ回転する、請求項17に記載の装置。
【請求項19】
前記第2のステーションは、前記ブローモールドを密封するための油圧シリンダをさらに有する、請求項17に記載の装置。
【請求項20】
前記第1及び第2のステーションは、相対的に高められた温度で維持される、請求項17に記載の装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2010−524747(P2010−524747A)
【公表日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−506527(P2010−506527)
【出願日】平成20年4月25日(2008.4.25)
【国際出願番号】PCT/US2008/061610
【国際公開番号】WO2008/134537
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(509217426)アルカン グローバル ファーマシューティカル パッケージング インコーポレイテッド (6)
【Fターム(参考)】