JP6194195B2 - 包装充填装置、紙容器及びブランク - Google Patents

Description

本発明は、牛乳、ジュース等液体食品の屋根型紙容器の包装充填に用いる包装充填装置、紙容器及びブランクに関する。

屋根型紙容器に関しては、内外面に熱可塑性樹脂層を設けた紙包装材料からなる底有り角筒状体容器を準備し、容器底を下に容器開口が上になるように容器を垂直に正立させ、容器の内部を滅菌し、容器の上部の開口から内溶液の牛乳、ジュース等飲料を充填し、上部容器内面の密封部分に熱風を吹きつけて、熱可塑性樹脂層を軟化／溶融し、押圧して上部開口を密封し、液体を充填した屋根型紙容器を得る。上記の一連の工程（容器準備、容器正立、滅菌、液体充填、上部密封など）が包装充填機内部で行われる。

上記の包装充填では、紙容器展開形状であって折込み線が付されたブランク（図１（Ａ））が、縦シールで筒状に形成された後、底部を折込んで熱圧着により底部を形成して底有り角筒状体容器を得る（図１（Ｄ））。上記の一連の工程で、屋根型紙容器（図１（Ｅ））が形成される。

包装充填装置では、図１（Ａ）に示すような、紙容器を展開した形状及び折込み線を備えるブランクを用いる。このブランクは、一方の対向する２つの容器側壁に相当する第１パネル１及び第３パネル３の各下端辺から延びる第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂと、他方の対向する２つの容器側壁に相当する第２パネル２及び第４パネル４の各下端辺から延びる第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂとを有し、第３底部パネル３ｂが、第３底部パネル３ｂの下端辺の中央から部分的に延びる第６パネル６を有し、容器の上部に対応する複数の上部パネル１ｔ、２ｔ、３ｔ及び４ｔを有する。
包装充填装置では、事前の折り曲げ構成を用いず、内外面のポリエチレンなどの熱可塑性樹脂層を加熱し溶融軟化する加熱ステップの後に、容器の底部形成ステップで、第６パネルを２つの湾曲部を有する折り曲げ部材で折り曲げる（例えば、特許文献１参照）。

特開平０６−２２６８８４号公報 特開平０９−２２６８８４号公報 特開平０３−１８２３３０号公報 特開平０７−０４０９７１号公報 実開昭４８−１３０５８号公報 実用新案登録１５８２８３１号公報 実開昭６３−１３１４４号公報

内外面のポリエチレン層を加熱し溶融軟化する加熱ステップの後に、底部形成ステップで、第６パネルを折り曲げ部材で折り曲げると、第６パネルの一部若しくは全体の内外面のポリエチレンも溶融軟化しており、折り曲げ部材の接触部位に付着し、ポリエチレン塊や残渣が折り曲げ部材に堆積する恐れがある。また、第６パネルを折り曲げたとしても、折り曲げた箇所が包装材料端面を保護するに必要なほどに十分に長さを確保することができない。確保するために、第６パネルの幅を広げると、第６パネルを十分に折り曲げることができないという不都合が起こる恐れがある。
この発明は、底部形成ステップまでに、第６パネルを、容易に折り曲げ可能な状態にし、折り曲げた箇所が包装材料端面を保護するに必要十分な長さを確保することができる包装充填装置、紙容器及びブランクを提供することを目的とする。

この発明による包装充填装置は、４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体、上部及び底部を有する紙容器を形成する包装充填装置であって、
紙容器は、少なくとも最外熱可塑性層と紙層と最内熱可塑性層とからなる帯状包装材料を裁断して得られたブランクから成形され、
ブランクは、紙容器を展開した形状及び折込み線を備え、
ブランクは、一方の対向する２つの容器側壁に相当する第１パネル及び第３パネルの各下端辺から延びる第１底部パネル及び第３底部パネルと、他方の対向する２つの容器側壁に相当する第２パネル及び第４パネルの各下端辺から延びる第２底部パネル及び第４底部パネルとを有し、
第３底部パネルが、第３底部パネルの下端辺の中央から部分的に延びる第６パネルを有し、
第６パネルが、第３底部パネルの下端辺の全長の１５％〜６５％、好ましくは、２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５５％の幅及び折り曲げ容易可能な高さを有し、
容器の上部に対応する複数の上部パネルを有し、
紙容器の底部は、第６パネルを外側に折り曲げ、第２底部パネル及び第４底部パネルを、第２及び第４底部パネルの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げて、第１底部パネルが第３底部パネルの外側になるように、第１底部パネル及び第３底部パネルを、第２底部パネル及び第４底部パネルの外側に重ね、内側及び外側から押圧及びヒートシールして得られ、
包装充填装置は、縦シールされ平たくされた複数のブランクの供給された束から１つのブランクを取出して筒状ブランクを装入する装入手段と、筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る底部成形手段、上部開口から液体食品を充填する充填手段と、上部開口をヒートシールする上部密封手段とを、少なくとも備え、
装入手段は、ブランクを取出し、第６パネルを外側に折り曲げて第６パネルに折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段と、平たいブランクを筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段と、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランクを底部成形手段のマンドレルに挿入させるインフィーダーとを有し、
折り癖付与手段が、取出された平たいブランクを受取り移す回転ローラーの軸であって第６パネル対応位置に設けられた扇状片であり、
インフィーダーが、筒状ブランクの第６パネルと共に移動するキャリア、及びマンドレルの直前の位置に固定された事前折り曲げブロックとを備え、キャリアが下方向に移動するのに従って、第６パネルも追随させ、事前折り曲げブロックの先端の角で第６パネルを折り曲げ、
底部成形手段の加熱ステーションは、容器底部パネルを加熱するヒーターのノズル面を有し、第３底部パネルの内面を加熱するノズル面に折り曲げ爪が備えられ、第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立ち、
底部成形手段のプレスステーションで、マンドレル先端面と押圧面とで容器底部の外と内から押圧し、マンドレル先端面に、折り曲げられた第６パネルに対応する位置であって、第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボスを備える、
第６パネルを折り曲げて確実に容器底部を得ることができることを特徴とする。

また、この発明による包装充填装置は、縦シールされた複数のブランクから１つのブランクを取出し、前記ブランクの第６パネルを外側に折り曲げて前記第６パネルに折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段と、前記ブランクを筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段と、前記第６パネルに折り癖を持たせたまま前記筒状ブランクをマンドレルに挿入させるインフィーダーと、前記マンドレルとプレスステーションと加熱ステーションとを有し、前記筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る底部成形手段と、前記上部開口から液体食品を充填する充填手段と、前記上部開口をヒートシールする上部密封手段と、を備え、
前記折り癖付与手段が、取出された前記ブランクを受取り移す回転ローラーの軸であって前記第６パネル対応位置に設けられた扇状片であり、
前記インフィーダーが、前記筒状ブランクの前記第６パネルと共に移動するキャリア、及び前記マンドレルの直前の位置に固定された事前折り曲げブロックとを備え、前記キャリアが下方向に移動するのに従って、前記第６パネルも追随させ、前記事前折り曲げブロックの先端の角で前記第６パネルを折り曲げ、
前記加熱ステーションは、前記筒状ブランクの第３底部パネルの内面を加熱するノズル面を有し、前記ノズル面に折り曲げ爪が備えられ、前記第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立ち、
前記プレスステーションで、マンドレル先端面と押圧面とで前記容器底部の外と内から押圧し、前記マンドレル先端面に、折り曲げられた前記第６パネルに対応する位置であって、前記第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボスを備えることを特徴とする。

上記構成の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
この発明による包装充填装置、この包装充填装置によって得られる紙容器、この包装充填装置に用いられその紙容器の材料であるブランクは、４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体、上部及び底部を有する紙容器を形成する。
紙容器の上部形状が、屋根型形状である場合、紙容器は、屋根型紙容器であり、牛乳、ジュース等液体食品を包装充填することができる。

紙容器は、少なくとも最外熱可塑性層と紙層と最内熱可塑性層とからなる帯状包装材料を裁断して得られたブランクから成形される。
最外層及び最内層が、ポリエチレンなどの熱可塑性材料からなるので、加熱することによって、溶融軟化し、お互いに押圧することによって、ヒートシールすることができる。

ブランクは、紙容器を展開した形状及び折込み線を備える。
ブランクは、紙容器を展開した形状に帯状包装材料を裁断して得られ、縦シールして筒状体に成形される。帯状包装材料に前もって折り曲げ予定線に、線状のエンボスを施して折込み線を付す。この発明においては、第６パネルが折り曲げられる第３底部パネルの下端との境界にも、折込み線を付し、第６パネルの折り曲げを容易にすることができる。

ブランクは、一方の対向する２つの容器側壁に相当する第１パネル及び第３パネルの各下端辺から延びる第１底部パネル及び第３底部パネルと、他方の対向する２つの容器側壁に相当する第２パネル及び第４パネルの各下端辺から延びる第２底部パネル及び第４底部パネルとを有し、第３底部パネルが、第３底部パネルの下端辺の中央から部分的に延びる第６パネルを有し、容器の上部に対応する複数の上部パネルを有する。
第１パネル、第２パネル、第３パネル及び第４パネルが順次、隣接して接合しており、第１パネルと第４パネルとを縦シールすることによって、４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体を成形することができる。縦シールのために、第４パネルの側端辺から延びる第５パネルも付けつことができる。
各底部パネルを折畳んで容器底部を、また、各上部パネルを折畳んで容器上部を成形することができる。

この発明の特徴において、第６パネルが、第３底部パネルの下端辺の全長の１５％〜６５％、好ましくは、２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５５％の幅及び折り曲げ容易可能な高さを有する。
第６パネルは折り曲げられるので、第６パネルの幅に相当する長さで、第３底部パネルの下端中央の端面が露出すること無く、保護することができる。
後述するように、第２底部パネル及び第４底部パネルを、第２及び第４底部パネルの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げるので、容器底面内側には、幾何学上、第３底部パネルの下端中央のみが露出することになる。しかしながら、包装材料が紙主体からなるので、露出部分が広がり、ズレ、若しくは撓むことがある。この発明の特徴において、第３底部パネルの下端辺の全長の３０％〜５５％の広幅であるので、上記の広がり、ズレ、撓みなどに対応して保護することができ、信頼性の高い、容器とすることができる。

紙容器の底部の形成においては、第６パネルを外側に折り曲げ、第２底部パネル及び第４底部パネルを、第２及び第４底部パネルの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げる。
第６パネルが外側に折り曲げられるために、第６パネルの端面が容器内側に露出する恐れを無くすことができる。
また、第２底部パネル及び第４底部パネルは、第２及び第４底部パネルの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げるので、第２及び第４底部パネルの下端面が容器内側に露出する恐れを無くすことができる。
紙容器の底部の形成においては、第１底部パネルが第３底部パネルの外側になるように、第１底部パネル及び第３底部パネルを、第２底部パネル及び第４底部パネルの外側に重ねる。
第２底部パネル及び第４底部パネルの外側を、第１底部パネル及び第３底部パネルで覆うので、第２底部パネル及び第４底部パネルの外側の端面が、第１底部パネル及び第３底部パネルで保護することができる。更に、第１底部パネルが第３底部パネルの外側になるので、第３底部パネルと第６パネルとのそれぞれの端面が、第１底部パネルで覆われ保護される。容器底部の外面には、最小限の端面、すなわち、第１底部パネルの下端面のみが、容器外側に露出することに留めることができる。
最外層及び最内層が、ポリエチレンなどの熱可塑性材料からなるので、加熱し、底部の内側及び外側から押圧して、ヒートシールすることができる。

包装充填装置は、縦シールされ平たくされた複数のブランクの供給された束から１つのブランクを取出して筒状ブランクを装入する装入手段と、筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る底部成形手段、上部開口から液体食品を充填する充填手段と、上部開口をヒートシールする上部密封手段とを、少なくとも備える。
包装充填装置では、紙容器の材料であるブランクを送入し、その底部を形成し、容器内に液体を充填し、上部を密封して紙容器を製造することができる。

装入手段は、縦シールされ平たくされた複数のブランクの供給された束から１つのブランクを取出して筒状ブランクを装入する。
装入手段では、縦シールされ平たくされた複数のブランクの束を供給する。ブランクの束、ブランクスから、１枚の平たいブランクを取り出す。取出したブランクを筒状にして次のステップへ装入することができる。

底部成形手段は、筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る。
底部成形手段は、具体的には、回転軸に複数本のマンドレルが放射状に設けられ、マンドレルに上部開口から容器を嵌合させ、マンドレルを間欠的に回転させながら、マンドレル外端側の容器底部部分を加熱し、底部パネルを折畳み、マンドレル先端面と押圧面とで容器底部の外と内から押圧して、上部開口及び底部を有する容器を得ることができる。

充填手段では、上部開口から牛乳、ジュース等の液体食品を充填する。
容器には、側壁の他、底部が既に形成されているので、確実に牛乳、ジュース等の液体食品を充填することができる。

上部密封手段では、容器の上部開口を、加熱し、押圧することによって、ヒートシールすることができる。
この包装充填装置においては、必要に応じて、容器内面、内部を殺菌する過酸化水素液などの殺菌剤、紫外線や電子線などの高エネルギー線を利用した殺菌手段、ヒートシールを容易にする事前の加熱手段、液体食品を充填した後の容器上部空隙への窒素ガス置換手段などを設置することができる。

装入手段は、ブランクを取出し、第６パネルを外側に折り曲げて第６パネルに折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段と、平たいブランクを筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段と、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランクを底部成形手段のマンドレルに挿入させるインフィーダーとを有する。
装入手段の折り癖付与手段は、取出されたブランクの第６パネルを外側に折り曲げて第６パネルに折り癖を付与する。第６パネルへの折り癖によって、この後のステップでの第６パネルの折り曲げを正確に確実にすることができる。
取出されたブランクの第６パネルは、第１底部パネルと第３底部パネルとの２枚が重なったパネルから突出した状態である。２枚が重なったパネルは剛性が高いので、第６パネルに掛かった折り曲げ力によって、２枚の重なったパネルが歪むことも無く、撓むこと無い。折り曲げ力によって第６パネルが、２枚の重なったパネルとの境界線で正確に折り曲げられ、第６パネルに折り癖を付与することができる。

立上がり手段では、平たいブランクを筒状ブランクに立上がらせることができる。
インフィーダーでは、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランクを底部成形手段のマンドレルに挿入させる。
インフィーダーが、筒状ブランクの第６パネルと共に移動するキャリア、及びマンドレルの直前の位置に固定された事前折り曲げブロックとを備え、キャリアが下方向に移動するのに従って、第６パネルも追随させ、事前折り曲げブロックの先端の角で第６パネルを折り曲げる。
折り癖付与手段による第６パネルの折り癖は、途中の工程で元の真っ直な位置に戻る恐れがある。インフィーダーでは、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランクを底部成形手段のマンドレルに挿入させることができる。

折り癖付与手段が、取出された平たいブランクを受取り移す回転ローラーの軸であって第６パネル対応位置に設けられた扇状片である。
取出された平たいブランクは、回転ローラーで、受け取られ、次のステップに移送される。回転ローラーは、ブランクの位置を検知してローラーを回転させ、対向ローラーとで挟みながら受け取る。
回転ローラーの軸には、第６パネル対応位置に扇状片が設けられる。回転ローラーは、ローラーを回転させ、ブランクを受け取ると共に、回転ローラーの軸の扇状片も回転し、第６パネル対応位置で、扇状片が第６パネルに当たり第６パネルを折り曲げることができる。折り癖を付与することができる。
底部成形手段の加熱ステーションは、容器底部パネルを加熱するヒーターのノズル面を有し、第３底部パネルの内面を加熱するノズル面に折り曲げ爪が備えられ、第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立つ。
ノズル面に、折り曲げ爪が設けられている。折り曲げ爪は、第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立つ。爪先端が折れ癖が付いた第６パネル面と突き当たり、爪の間からホットエアーが通過して第６パネル面に直接に当って加熱される。
折り曲げ爪によって、第６パネルが折り曲がり、加熱により折り曲がり固定される。
底部成形手段のプレスステーションで、マンドレル先端面と押圧面とで容器底部の外と内から押圧し、マンドレル先端面に、折り曲げられた第６パネルに対応する位置であって、第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボスを備える。
第２及び第４底部パネルの三角形状フラップは、容器内面に三角状段差を形成する。三角状エンボスは三角状段差に嵌まり、折り曲げられた第６パネルを押圧し、強固なシールを形成することができる。

上述のように、第６パネルを正確に折り曲げて確実に容器底部を得ることができる。
底部形成ステップまでに、第６パネルを、容易に折り曲げ可能な状態にし、折り曲げた箇所が包装材料端面を保護するに必要なほどに十分に長さを確保することができる包装充填装置、紙容器及びブランクを提供することができる。

この発明で使用することができる紙容器に関しての、展開された形状のブランクの平面図（Ａ）、縦シールされ平らなブランク平面図（Ｂ）、筒状ブランク（Ｃ）、上部開口し底部形成された空容器の斜視図（Ｄ）及び充填され密封された紙容器（Ｅ）の斜視図である。 この発明で使用することができる紙容器の上部開封及び底部分解（Ａ）並びに底部縦断面（Ｂ）を示す斜視図である。 この発明で使用することができる縦シールされ平らなブランクの平面図（Ａ）及び第６パネルの変形例の部分平面図（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）である。 この発明で使用することができる紙容器を底部を残して切断した斜視図である。 この発明で使用できる装入手段がブランクを取出し、受取り、移す様子を示す概要図である。 この発明で使用できるブランクを受取り移す回転ローラーに設けられた折り癖付与手段を示す部分斜視図である。 この発明で使用できるインフィーダーの先端で、第６パネルに折り癖を持たせる様子を示すインフィーダーの先端部分の斜視図である。 この発明で使用できる底部成形手段で、マンドレル外側先端の容器底部パネルを加熱するヒーターの内外ノズルの分解斜視図である。 この発明で使用できる底部成形手段で、第２及び第４底部パネルを折畳む様子を示す概要平面図である。 この発明で使用できる底部成形手段で、第１及び第３底部パネルを折畳む様子を示す部分断面側面図である。 この発明で使用できる底部成形手段で、容器底部の外から押圧する押圧面を示す斜視図である。 この発明で使用できる包装充填装置例の概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明の実施の形態では、図１（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように、４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体８、上部１０及び底部１１を有する紙容器９を形成する。
紙容器の上部形状が、屋根型形状である場合、紙容器は、屋根型紙容器であり、牛乳、ジュース等液体食品を包装充填することができる。
通常の１リッター容量の容器の場合、上記正方形の１辺は、７３ｍｍであり、容器の高さは、２３４ｍｍになる。

図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示される順序で、紙容器９は、最外熱可塑性層と紙層と最内熱可塑性層とからなる帯状包装材料を裁断して得られたブランク１２から成形される。
最外層及び最内層が、ポリエチレンのヒートシール性材料からなる。加熱することによって、溶融軟化し、お互いに押圧することによって、ヒートシールする。

図１（Ａ）に示すように、ブランク１２は、紙容器９を展開した形状、及び複数の折込み線を備える。
ブランク１２は、紙容器９を展開した形状に帯状包装材料（図示せず）を裁断して得られる。縦シールして筒状体に成形される。帯状包装材料に前もって折り曲げ予定線（折込み線）に、線状のエンボスを施して折込み線を付す。この態様においては、第６パネル６が折り曲げられる第３底部パネル３ｂの下端との境界にも、折込み線を付し、第６パネル６の折り曲げを容易にする。

図１（Ａ）に示すように、ブランク１２は、一方の対向する２つの容器側壁に相当する第１パネル１及び第３パネル３の各下端辺から延びる第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂと、他方の対向する２つの容器側壁に相当する第２パネル２及び第４パネル４の各下端辺から延びる第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂとを有し、第３底部パネル３ｂが、第３底部パネル３ｂの下端辺の中央から部分的に延びる第６パネル６を有し、容器９の上部１０に対応する複数の上部パネル１ｔ、２ｔ、３ｔ及び４ｔを有する。
図１（Ａ）に示すように、第１パネル１、第２パネル２、第３パネル３及び第４パネル４が順次、隣接して接合しており、第１パネル１と第４パネル４とを縦シールすることによって、４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体を成形する。縦シールのために、第４パネルの側端辺から延びる第５パネル５を有する。
第５パネル５で縦シールされた筒状本体が平坦にされたブランク１３を、図１（Ｂ）に示す。

この態様の特徴において、図３（Ａ）に示すように、第６パネル６が、第３底部パネルの下端辺の全長Dの１５％〜６５％、好ましくは、２０％〜６０％、より好ましくは３０％〜５５％の幅d及び折り曲げ容易可能な高さhを有する。
第６パネルの具体的な寸法は、容器容量（容器の１辺）に依存し、例えば、１辺が７３ｍｍである場合、その幅は、例えば、２０〜４０ｍｍである。下限値未満では、第３底部パネルの下端中央の端面が露出する恐れがある。他方、上限値を超えると折り曲げるべき長さが長くなり、第６パネルが折り曲げ難くなる。
第６パネルの折り曲げによって、第６パネルの幅に相当する長さで、第３底部パネルの下端中央の端面が保護される。

第６パネル６の形状、寸法の例示を、図３（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に例示する。第６パネル６の形状は、台形、逆台形、矩形などがあり、適宜選択し、また変更することができる。
第６パネルの高さhは、包装充填装置内の事前の折り曲げ手段（折り癖手段）によって折り曲げ容易可能な高さであって、事前の折り曲げ手段（折り癖手段）の仕様に依存する。

第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂは、図２（Ａ）に示すように、第２及び第４底部パネル２ｂ及び４ｂの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げられる。
容器底面１１の内側には、設計上、図４及び図２（Ｂ）に示すように、第３底部パネル３ｂの下端中央３ｂｃのみが露出する。包装材料が紙主体からなるので、実際には、露出部分が広がり、ズレ、若しくは撓むことがある。この態様の特徴において、第３底部パネルの下端辺の全長の３０％〜５５％の広幅であるので、上記の広がり、ズレ、撓みなどに対応して保護する。

図２（Ａ）に示すように、紙容器の底部１１の形成においては、第６パネル６を外側に折り曲げ、第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂを、第２及び第４底部パネル２ｂ及び４ｂの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げる。
第６パネル６が外側に折り曲げられるために、図２（Ｂ）に示すように、第６パネル６の端面６ｅが容器内側に露出する恐れを無い。

図２（Ａ）に示すように、紙容器の底部１１の形成においては、第１底部パネル１ｂが第３底部パネル３ｂの外側になるように、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂを、第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂの外側に重ねる。
第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂの外側を、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂで覆うので、第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂの外側の端面が、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂで保護する。更に、第１底部パネル１ｂが第３底部パネル３ｂの外側になるので、第３底部パネル３ｂと第６パネル６とのそれぞれの端面が、第１底部パネル１ｂで覆われ保護される。容器底部の外面には、第１底部パネルの下端面のみが、容器外側に露出する。

この態様の包装充填装置は、図１２の概念図に示すように、縦シールされ平たくされた複数のブランクの供給された束から１つのブランク１３を取出して筒状ブランク８を装入する装入手段１５と、筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器１４を得る底部成形手段１６、上部開口から液体食品を充填する充填手段１７と、上部開口をヒートシールする上部密封手段１８とを備える。
包装充填装置では、紙容器の材料の、縦シールされた筒状本体が平坦にされたブランク１３を送入し、容器底部１１を形成し、容器内に液体を充填し、上部を密封して紙容器９を製造する。

装入手段１５は、縦シールされ平たくされた複数のブランクの供給された束２０から１つのブランク１３を取出して筒状ブランク８を底部成形手段１６に装入する。
装入手段１５は、ブランク１３を取出し、第６パネル６を外側に折り曲げて第６パネル６に折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段２１と、平たいブランクを筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段２２と、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランクを底部成形手段のマンドレルに挿入させるインフィーダー２３とを有する。
取出し手段２１は、縦シールされ平たくされた複数のブランクの束を供給し、ブランクの束２０、ブランクスから、１枚の平たいブランクを取り出す。

取出し手段２１の折り癖付与手段は、取出されたブランクの第６パネルを外側に折り曲げて第６パネルに折り癖を付与する。第６パネルへの折り癖によって、この後のステップでの第６パネルの折り曲げを正確に確実にする。
取出されたブランクの第６パネル６は、図３（Ａ）に示すように、第１底部パネル（１ｂ）と第３底部パネル３ｂとの２枚が重なったパネルから突出した状態である。２枚が重なったパネルは剛性が高いので、第６パネル６に掛かった折り曲げ力によって、２枚の重なったパネル１ｂ、３ｂが歪むことも無く、撓むこと無い。折り曲げ力によって第６パネル６が、２枚の重なったパネルとの境界線（折込み線）で正確に折り曲げられ、第６パネルに折り癖を付与する。

この態様の取出し手段２１及び折り癖付与手段（図５に図示せず）を、図５及び図６を参照して説明する。
取出し手段２１は、吸引力を用いて束２０から１枚のブランク１３を吸引して倒す吸引手段２４と、ブランクス１３の縁部を挟み搬送する円弧状ローラー２５と対向ローラー２６とを備える。この態様では、３個の円弧状ローラー２５が、回転ローラーの軸２７にある。

この態様において、折り癖付与手段２８が、取出された平たいブランクを受取り移す回転ローラーの軸２７にあって第６パネル対応位置に設けられた扇状片２８である。
取出された平たいブランク１３は、回転ローラー２５で、受け取られ、次のステップに移送される。回転ローラー２５では、ブランクの位置を検知してローラーを回転させ、対向ローラー２６とで挟みながら受け取る。
回転ローラー２５の軸２７には、第６パネル対応位置に扇状片２８が設けられる。回転ローラー２５は、ローラーを回転させ、ブランク１３を受け取ると共に、回転ローラーの軸の扇状片２８も回転し、第６パネル対応位置で、扇状片２８が第６パネルに当たり第６パネルを折り曲げ、折り癖を付与する。

立上がり手段２２では、平たいブランク１３を、図１（Ｃ）に示すように、筒状ブランク８に立上がらせる。

インフィーダー２３では、第６パネルに折り癖を持たせたまま筒状ブランク８を底部成形手段１６のマンドレルに挿入させる。
折り癖付与手段による第６パネルの折り癖は、途中の工程で元の真っ直な位置に戻る恐れがある。インフィーダーでは、第６パネル６に折り癖を持たせたまま筒状ブランク８を底部成形手段１６のマンドレルに挿入させる。

図７に示す斜視図では、この態様のインフィーダー２３の先端で、第６パネルに折り癖を持たせる様子を示す。
底部成形手段１６のマンドレル２８に対する、インフィーダー２３のフィダーコンベア２９の前端部を示す。事前折り曲げメカニズムでは、フィダーコンベア２９に取り付けたキャリア３０を有する。筒状ブランク８（図７に図示せず）をフィダーコンベア２９のキャリア３０の前に位置させ、筒状ブランク８がフィダーコンベア２９に沿って移動するのに従って、キャリア３０はこの筒状ブランク８に追従する。事前折り曲げブロック３１を、フィダーコンベア２９の前端部の更に前方に固定して取り付ける。この事前折り曲げブロック３１は、フィダーコンベア２９の前端部で筒状ブランク８を移載するためにマンドレル２８が位置する直前に位置する。筒状ブランク８がマンドレル２８に移載されるのに従って、フィダーコンベア２９は、元に戻るために、下方の降り、その結果としてキャリア３０も下方向に移動し始める。キャリア３０が事前折り曲げブロック３１の側を通過するのに従って、このキャリア３０の先端と事前折り曲げブロック３１の先端の間に狭いクリアランスの空間が設けられる。キャリア３０が下方向に移動するのに従って、第６パネル６も追随し、事前折り曲げブロック３１の先端の角３１ａで第６パネル６を折り曲げ、第６パネルに折り癖を維持させる。フィダーコンベア２９が更に移動すると、キャリア３０はマンドレル２８や第６パネル６から離れる。

底部成形手段１６は、筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器１４を得る。
底部成形手段１６は、この態様では、回転軸に複数本のマンドレルが放射状に設けられ、マンドレルに上部開口から容器を嵌合させ、マンドレルを間欠的に回転させながら、マンドレル外端側の容器底部部分を加熱ステーション３２で加熱し、底部パネルをパネル折畳みステーション３３で折畳み、マンドレル先端面と押圧面とで容器底部の外と内からプレスステーション３４で押圧して、上部開口及び底部を有する容器１４を得る。

底部成形手段１６は、放射状外側を向いた複数のマンドレルによって構成される回転可能なマンドレル・アセンブリによってブランクを搬送する。
マンドレルを加熱ステーション３２に回転し、ブランクの底部パネルを適当な加熱装置で加熱する。この加熱装置は、熱風を低部パネルにノズルから吹き付ける装置である。マンドレルを次のパネル折畳みステーション３３に回転して底部パネルを折り曲げ、プレスステーション３４で容器のシールした底端部壁を形成する。

底部成形手段１６の加熱ステーション３２を、ノズルの分解斜視図の図８を参照して、容器底部パネルを加熱するヒーターを説明する。
ヒーターの内ノズル３５ａ及び外ノズル３５ｂは、それぞれ、底部パネル（図８に図示せず）の内側面及び外側面をホットエアーの吹付けによって、加熱する。
組立てられた内ノズル３５ａ及び外ノズル３５ｂの間隙に、底部パネルが嵌まるように、マンドレルの先端部分にヒーターが近づく。
図８では、内ノズル３５ａ１が、第１底部パネル１ｂの内面を、内ノズル３５ａ４が、第４底部パネル４ｂの内面を加熱する。外ノズル３５ｂ２が、第２底部パネル２ｂの外面を、外ノズル３５ｂ３が、第３底部パネル３ｂの内面を加熱する。

この実施態様では、外ノズル３５ｂ３の上部に、折り曲げ爪３６が設けられている。折り曲げ爪３６は、第３底部パネル３ｂに向けて尖った２本の爪が立つ。爪先端が折れ癖が付いた第６パネル面と突き当たり、爪の間からホットエアーが通過して第６パネル面に直接に当って加熱される。
折り曲げ爪３６によって、第６パネルが折り曲がり、加熱により折り曲がり固定される。

パネル折畳みステーション３３において、マンドレル先端面３７に向けて、底部パネルが折畳まれる様子を、図９及び図１０を参照して説明する。
図９は、第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂが、第２第４パネル折畳み部材３６、３６のアーム３６ａ、３６ａによって、第２及び第４底部パネル２ｂ及び４ｂの下端面２ｂｅ及び４ｂｅが外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げられる様子を示す。
なお、図９には、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂを図示していない。

第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂの折畳みが終了する前に、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂ並びに第６パネルの折畳みが開始する。
図１０は、底部成形手段の第１パネル折畳み部材３9及び第３パネル折畳み部材３８で、第１及び第３底部パネル１ｂ、３ｂを折畳む様子を示す。なお、図１０には、第２底部パネル及び第４底部パネルは図示されていない。
この態様では、第６パネル６は、既に事前の折り曲げ機構によって、外側に折り曲げられている。
第１底部パネル１ｂが第３底部パネル３ｂの外側になるように、第３パネル折畳み部材３８によって、第３底部パネル３ｂを、第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂ（図１０に図示せず）の外側に重ねる。
第１底部パネル１ｂが第３底部パネル３ｂの外側になるように、第１パネル折畳み部材３9によって、第１底部パネル１ｂを折畳む。
第２底部パネル２ｂ及び第４底部パネル４ｂの外側を、第１底部パネル１ｂ及び第３底部パネル３ｂで覆う。第１底部パネル１ｂが第３底部パネル３ｂと第６パネル６とのそれぞれの端面を覆う。

底部成形手段１６のプレスステーション３４では、マンドレル先端面３７と押圧面４０とで容器底部１１の外と内から押圧する。
この態様の押圧面４０は、第１底部パネル１ｂの外面に対向する平面４０ａ、第３底部パネル３ｂの外面に対向する平面４０ｃ、容器底部１１に溝を形成トップ平面の突条面４０ｂ、シールを補強する複数のエンボス４０ｄを有する。
他方、マンドレル先端面３７には、図９に図示されているように、折り曲げられた第６パネルに対応する位置であって、第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボス４１を備える。
第２及び第４底部パネル２ｂ、４ｂの三角形状フラップは、図４に示すように、容器内面に三角状段差Hを形成する。三角状エンボス４１は三角状段差Hに嵌まり、折り曲げられた第６パネルを押圧し、強固なシールを形成することができる。

この態様の充填手段１７では、容器上部１０の開口から牛乳、ジュース等の液体食品を充填する。
容器には、側壁の他、底部が既に形成されている。

この態様の上部密封手段１８では、容器上部１０の開口を、加熱し、押圧することによって、ヒートシールする。
この包装充填装置においては、図１２に図示しない、容器内面や内部を殺菌する過酸化水素液などの殺菌剤、紫外線や電子線などの高エネルギー線を利用した殺菌手段、ヒートシールを容易にする事前の加熱手段、液体食品を充填した後の容器上部空隙への窒素ガス置換手段を備える。

上記態様に示されるように、第６パネルを正確に折り曲げて確実に容器底部を得る。
底部形成ステップまでに、第６パネルを、容易に折り曲げ可能な状態にし、折り曲げた箇所が包装材料端面を保護するに必要なほどに十分に長さを確保することができる包装充填装置、紙容器及びブランクを提供する。

なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。

１ 第１パネル
２ 第２パネル
３ 第３パネル
４ 第４パネル
６ 第６パネル
９ 紙容器
１２、１３ ブランク

Claims (2)

1. ４枚の側壁を有し断面が実質的に正方形である筒状本体、上部及び底部を有する紙容器を形成する包装充填装置であって、
   該紙容器は、少なくとも最外熱可塑性層と紙層と最内熱可塑性層とからなる帯状包装材料を裁断して得られたブランクから成形され、
   該ブランクは、該紙容器を展開した形状及び折込み線を備え、
   該ブランクは、一方の対向する２つの容器側壁に相当する第１パネル及び第３パネルの各下端辺から延びる第１底部パネル及び第３底部パネルと、他方の対向する２つの容器側壁に相当する第２パネル及び第４パネルの各下端辺から延びる第２底部パネル及び第４底部パネルとを有し、
   該第３底部パネルが、該第３底部パネルの下端辺の中央から部分的に延びる第６パネルを有し、
   該第６パネルが、第３底部パネルの下端辺の全長の１５％〜６５％の幅及び折り曲げ容易可能な高さを有し、
   該容器の上部に対応する複数の上部パネルを有し、
   該紙容器の底部は、該第６パネルを外側に折り曲げ、該第２底部パネル及び第４底部パネルを、該第２及び第４底部パネルの下端面が外側になるように三角形状フラップを形成して内側に折り曲げて、該第１底部パネルが第３底部パネルの外側になるように、該第１底部パネル及び第３底部パネルを、該第２底部パネル及び第４底部パネルの外側に重ね、内側及び外側から押圧及びヒートシールして得られ、
   該包装充填装置は、縦シールされ平たくされた複数の該ブランクの供給された束から１つの該ブランクを取出して筒状ブランクを装入する装入手段と、該筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る底部成形手段、該上部開口から液体食品を充填する充填手段と、該上部開口をヒートシールする上部密封手段とを、少なくとも備え、
   該装入手段は、該ブランクを取出し、該第６パネルを外側に折り曲げて該第６パネルに折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段と、平たい該ブランクを該筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段と、該第６パネルに折り癖を持たせたまま該筒状ブランクを該底部成形手段のマンドレルに挿入させるインフィーダーとを有し、
   該折り癖付与手段が、取出された平たい該ブランクを受取り移す回転ローラーの軸であって第６パネル対応位置に設けられた扇状片であり、
   該インフィーダーが、該筒状ブランクの第６パネルと共に移動するキャリア、及び該マンドレルの直前の位置に固定された事前折り曲げブロックとを備え、該キャリアが下方向に移動するのに従って、該第６パネルも追随させ、該事前折り曲げブロックの先端の角で該第６パネルを折り曲げ、
   該底部成形手段の加熱ステーションは、該容器底部パネルを加熱するヒーターのノズル面を有し、該第３底部パネルの内面を加熱するノズル面に折り曲げ爪が備えられ、該第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立ち、
   該底部成形手段のプレスステーションで、マンドレル先端面と押圧面とで容器底部の外と内から押圧し、該マンドレル先端面に、折り曲げられた該第６パネルに対応する位置であって、該第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボスを備える、
   該第６パネルを折り曲げて確実に容器底部を得ることができることを特徴とする包装充填装置。
2. 縦シールされた複数のブランクから１つのブランクを取出し、前記ブランクの第６パネルを外側に折り曲げて前記第６パネルに折り癖を付与する折り癖付与手段を有する取出し手段と、
   前記ブランクを筒状ブランクに立上がらせる立上がり手段と、
   前記第６パネルに折り癖を持たせたまま前記筒状ブランクをマンドレルに挿入させるインフィーダーと、
   前記マンドレルとプレスステーションと加熱ステーションとを有し、前記筒状ブランクの底部を成形して上部開口及び底部を有する容器を得る底部成形手段と、
   前記上部開口から液体食品を充填する充填手段と、
   前記上部開口をヒートシールする上部密封手段と、を備え、
   前記折り癖付与手段が、取出された前記ブランクを受取り移す回転ローラーの軸であって前記第６パネル対応位置に設けられた扇状片であり、
   前記インフィーダーが、前記第６パネルと共に移動するキャリア、及び前記マンドレルの直前の位置に固定された事前折り曲げブロックとを備え、前記キャリアが下方向に移動するのに従って、前記第６パネルも追随させ、前記事前折り曲げブロックの先端の角で前記第６パネルを折り曲げ、
   前記加熱ステーションは、前記筒状ブランクの第３底部パネルの内面を加熱するノズル面を有し、前記ノズル面に折り曲げ爪が備えられ、前記第３底部パネルに向けて尖った２本の爪が立ち、
   前記プレスステーションで、マンドレル先端面と押圧面とで前記容器底部の外と内から押圧し、前記マンドレル先端面に、折り曲げられた前記第６パネルに対応する位置であって、前記第３底部パネルが容器内面に露出する位置に当接する三角状エンボスを備える、
   包装充填装置。