包裝容器及其成型方法
2023-05-30 11:37:26 1
專利名稱：包裝容器及其成型方法
技術領域：
本發明是關於包裝容器及其成型方法的發明。
背景技術：
迄今為止，食品、例如液體食品都是用玻璃瓶、紙包裝容器、金屬罐等作為包裝容器的，把液體食品充填入這些容器中，密封起來後上市出售。
使用這種包裝方法有其不足之處。其中，玻璃瓶受衝擊時易裂不能在自動售貨機上使用，紙包裝容器雖然受衝擊時不易裂開適宜在自動售貨機上使用，但因過於柔軟在開封時容易變形會使內裝液體溢出。另外使用紙包裝容器包裝的液體食品不開封時無法從外部看到。
金屬罐內由於有很高的耐衝擊剛性，所以適宜於在自動售貨機之類的機器上出售。
但是，對傳統的金屬罐來說廢棄空罐不僅難以壓碎而且回收時必須把鐵罐和鋁罐分開，非常麻煩。
此外，在自動售貨機上需加熱出售時，金屬罐不能直接感應加熱，只能通過高溫空氣加熱，要把液體食品加熱到足夠的溫度需花較長時間。此外金屬罐的絕熱性差，加熱後的罐立刻從自動售貨機中取出後很難用手拿住，並且很短時間內就會變涼。
本發明是以解決上述傳統的金屬罐的問題為目的提出來的，即提供一種廢棄後易於回收，可感應加熱並有高絕熱性的包裝容器及其成型方法。
本發明的公開根據本發明，包裝容器具有由多層樹脂薄板用熱成型法加熱變形而形成的收容容器，密封上述收容容器的樹脂制蓋體和包在收容容器外側且剛性和絕熱性高於收容容器，用非金屬材料製成的外包裝體。
由於包裝容器中沒有使用金屬材料，廢棄的包裝容器很容易壓碎和回收。
由於收容容器和蓋體均為樹脂材料，外包裝體也是非金屬材料，在自動售貨機中加熱出售時，可以用感應法直接加熱。而且能在短時間內加熱到足夠的溫度。
此外，由於外包裝體絕熱性好，包裝容器從自動售貨機中取出後可馬上拿在手中，並在短時間內不會迅速變涼。
在本發明的另外一個包裝容器中，上述熱成型法是端部擴張法。用這種方法，可加工出壁厚均勻、底部和側面薄而一致的收容容器。不但可以減輕收容容器的重量，而且可以提高氣密性。
根據本發明包裝容器的成型方法，在剛性和絕熱性高的非金屬材料形成的外包裝體中，用熱成型法使多層樹脂薄板變形而形成收容容器。與此同時，伴隨著多層薄板的熱成型過程達到滅菌的效果。此外，由於加熱時分子的定向效應，收容容器不會發生收縮變形。
其次，上述收容容器內填裝食品後，用樹脂材料製成的蓋體密封。
根據本發明另一個包裝容器成型方法，用熱成型法使多層樹脂薄板變形而形成收容容器。與此同時，伴隨著多層薄板的熱成型過程達到滅菌的效果。此外，由於加熱時分子的定向效應收容容器不會發生收縮變形。
其次，上述收容容器的外側由剛性和絕熱性都高於收容容器的非金屬材料形成的外包裝體包圍、上述收容容器中填裝食品後用樹脂材料製成的蓋體密封。
根據本發明又一包裝容器成型方法，用熱成型法使多層樹脂薄板變形而形成收容容器，與此同時，伴隨著多層薄板的熱成型過程達到滅菌的效果。此外，由於加熱時分子的定向效應，收容容器不會發生收縮變形。
其次，上述收容容器中填裝食品後，用樹脂材料製成的蓋體密封，上述收容容器的外側由剛性和絕熱性都高於收容容器的非金屬材料形成的外包裝體包圍。
根據本發明的又一包裝容器成型方法，上述熱成型法是端部擴張法。用這種方法，可加工出壁厚均勻，底部和側面薄而一致的收容容器，而且可以減輕收容容器的重量，提高氣密性。
附圖簡要說明
圖1是表示本發明實施例的包裝容器立體分解圖；圖2是表示本發明實施例的包裝容器的立體圖；圖3是有關本發明實施例的包裝容器製造裝置示意圖；圖4是適用於本發明另一個實施例的包裝容器成型方法的製造裝置示意圖；圖5是適用於本發明又一實施例的包裝容器成型方法的製造裝置示意圖；圖6是與本發明實施例的包裝容器製造裝置有關的板條平面圖；圖7是表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第一工程圖；圖8是表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第二工程圖；圖9是表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第三工程圖。
本發明實施的最佳形式下面，對本發明的實施例參照圖而進行詳細說明。
圖1是表示本發明實施例的包裝容器立體分解圖，圖2是表示本發明實施例的包裝容器立體圖。
圖1中，11是由透明且氣密性高的熱可塑性材料製成、收容液體食品的收容容器，其上端開口且呈水杯狀。收容容器11用後面將要記述的稱為端部擴張法的熱成型法使多層樹脂薄板變形而形成。其中多層樹脂薄板是用同時擠壓法或吹塑薄膜成型法成型的。收容容器11由兩部分組成，即封底圓筒11a和頂部沿徑向延伸的法蘭部116。上述封底圓筒11a的壁厚為100(μm)左右。
使用上述端部擴張法，由於成型加工是把多層薄板加熱到融點以上大約180℃左右，所以在填裝液體食品前，毋需對收容容器11進行滅菌操作；並且由於加熱時分子的定向效應，收容容器11不會發生收縮變形；此外，也可以採用作為熱成型法的真空吹塑成型法和加壓吹塑成型法等方法。
上述多層薄板，具有諸如下述的層次結構PP(聚丙烯)/粘合層/EVOH/粘合層/再生PP(再生聚丙烯)可取代上述結構的還有PP/再生PP/粘合層/EVOH/粘合層/再生PP/PPPP/再生PP/粘合層/EVOH /粘合層/APET(無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯)EVA(聚烯烴)/EVOH/EVAPS(聚苯乙烯)EVOH/PE(聚乙烯)PS/EVOH/PSPP/EVOH/PP
如上所述層次結構中使用了EVOH，所以多層薄板的氣密性得以提高。
此外，也可以使用下述層次結構PS/PEPS/PETG(聚對苯二甲酸乙二酯共聚酯)PS/PE/PS在上述收容容器11的外面配置了剛性和絕熱性都高於收容容器11的材料形成的外包裝體即套筒12。該筒12呈圓筒狀，既可以保持收容容器11的形狀又起絕熱作用，使收容容器11中填裝的液體食品，熱量不會傳遞出去。此外，也可以用封底圓筒狀部件代替套筒12。
上述收容容器11和套筒12是兩層結構。整個操作可以如下方式進行首先形成套筒12，然後在套筒12內用熱成型法形成上述收容容器11，接下來填裝液體食品，最後用蓋體13使收容容器11密封。
其次，也可以如下方式進行先用熱成型法使收容容器11成型，然後將其嵌入套筒12內，填裝液體食品後再用蓋體13密封。
此外，還可以如下方式進行先用熱成型法使收容容器11成型，然後在收容容器11內填裝液體食品、用蓋體13密封后再嵌入套筒12內。
該套筒12是由發泡聚丙烯製成。這種情況下，發泡所形成的氣泡直徑大約150(μm)左右。
除了可以用聚丙烯層和發泡聚丙烯層形成的層次結構代替發泡聚丙烯，也可使用紙材，這種情況下，聚丙烯層可以印刷到紙材表面上。當上述套筒12由透明材料製成時，收容容器填裝的液體食品能夠從外部看到。
上述收容容器11內填裝液體食品後，將蓋體13固定到上述法蘭部116上表面上，使收容容器11密封。蓋體13由透明且氣密性高的樹脂薄膜製成，可以通過加熱熔接、超聲熔接等方法與上述法蘭部116相熔接。這種情況下，因為上述樹脂薄膜是透明的，所以可以從外部看到在收容容器11中填裝的液體。當然，上述套筒12由透明材料製成時，收容容器填裝的液體食品可通過套筒12由外部看到，上述蓋體13就沒有必要用透明樹脂薄膜製成。
上述樹脂薄膜通過同時擠壓成型法、吹塑薄膜成型法等方法形成，厚度為30-50(μm)。用同時擠壓成型法形成的樹脂薄膜，具有諸如下述的層次結構。
PP/粘合層/EVOH/粘合層/PP此外，蓋體13可以由透明且氣密性高的樹脂薄板形成。這種情況下，樹脂薄板可由熱壓法、射出成型法形成。
上述蓋體13上固定位置處開有液體食品的出口13a，該出口13a由壓片15密封，壓片15由氣密性、剛性以及抗拉強度都很高且能上色的材料製成。
壓片15具有諸如下述的層次結構平面延伸PP/皮勒棉(ピ-ラブル)粘合層上述套筒12的外側形成了由熱收縮材料製成的具有光澤的薄膜16。在該薄膜16上可印刷所需要的文字和圖案。薄膜16可以使用厚度20(μm)、伸縮小的PP薄膜。當直接在上述套筒12的表面進行印刷時，就毋需使用薄膜163。
因為不使用金屬包裝容器，廢棄的包裝容器不僅易於壓扁，而且也易於回收。
因為收容容器11由樹脂製成、套筒12由非金屬材料製成，在自動售貨機裡加熱出售時可以用感應加熱方法，而且可以在短時間內加熱到足夠的溫度。此外，套筒12有很高的絕熱性，在自動售貨機中加熱後可直接拿在手中，且不會在短時間內冷卻。
下面，就本發明的包裝容器成型方法進行說明。
圖3是有關本發明實施例的包裝容器製造裝置示意圖，圖6是表示本發明實施例的包裝容器製造裝置中的板條平面圖。
圖3中，21是熱成型前的多層薄板，其厚度為100(μm)左右，通過滾輪支撐的輸送帶23按箭頭A所指方向運送。25是加熱多層薄板21的加熱裝置，該加熱裝置由烘箱蓋26和與烘箱蓋相對的烘箱底27組成。烘箱蓋26與烘箱底27之間留有間隙。上述多層薄板21由輸送帶23運送通過烘箱蓋26與烘箱底27之間的間隙時，可加熱到其融點以上大約180℃左右。
沿著上述多層薄板21的運送方向、加熱裝置25的後面配置了熱成型裝置31。該熱成型裝置31用端部擴張法把多層薄板21熱成型，加工出杯狀的收容容器11。上述熱成型裝置31由上側部件33和下側部件34組成，。上側部件33具有向下開口排列的陰模35。本圖中，沿著多層薄板21的運送方向上排列了4列陰模，每一列由6個陰模組成。陰模的列數和每列中陰模的個數可根據實際需要而變更。
上述下側部件34具有以軸37為擺動中心可以擺動的擺動架38和相對於擺動架38可作進退運動的臂39，臂39上設置了一定數量的端部擴張杆41。端部擴張杆41與上述陰模35相對應設置。當上述擺動架38與上述臂39、端部擴張杆41一起擺動到上側部件33相對的位置上時，上述臂39向前伸出，端部擴張杆41分別進入上述陰模35內。
這時，通過端部擴張杆41使多層薄板21變形，形成了與端部擴張杆41外側形狀一致的一定數量的杯狀有底圓筒11a(見圖1)。接著，沿上述法蘭部11b的周邊切割，形成了一定數量的收容容器11。
上述動作完成後，帶著各個已成型的收容容器11的端部擴張杆41隨臂39後退並與擺動架38一起繞軸37順時針轉動90°。隨後從上述多層板21上切割掉收容容器11後殘留的廢板43被圖中沒有表示的粉碎機運走並粉碎。
在上述擺動架38順時針轉動90°後對應位置處設置有板條式輸送帶45。板條式輸送帶45上沿著閉式驅動鏈46設置了許多板條47。板條47與板條式輸送帶45一起按圖示箭頭方向運動。在本實施例中，上述板條47有6個支持孔49(為圖6所示)，上述收容容器11分別由各個支持孔49支撐著。
當上述支持孔49隨板條47向上述端部擴張杆41帶著的各個收容容器11的位置移動時，由裝在端部擴張杆41側面的噴咀(圖中未畫)將各個收容容器11內側吹拂乾淨。當上述各個收容容器11移動到板條式輸送帶45的對應位置處，就可以將其分別裝入各支持孔49內。
裝在各支持孔49上的各收容容器11由板條式輸送帶45運送到填裝機處(圖中未畫)。填裝機將液體食品填裝後，由蓋體13將收容容器密封起來。然後，將已裝入液體食品的收容容器11嵌入套筒12內。
如上所述，在本實施例中，收容容器11由熱成型法成型後裝入液體食品，接著由蓋體13密封后嵌入套筒12之中。
下面，就本發明的另一個實施例的包裝容器成型方法進行說明。
在這個實施例中，首先形成套筒12，然後在套筒12內用熱成型法形成收容容器11。收容容器11內填裝液體食品後，再由蓋體13密封起來。
圖4是關於本發明另一個實施例的包裝容器成型方法所適用的製造裝置示意圖。
圖中的311是熱成型裝置，由上側部件331和下側部件34組成。上述上側部件331支承在軸332上並可繞其中心擺動，在其上排列著一定數量的開口陰模351。
上述下側部件34具有支承在軸37上並可繞其中心擺動的擺動架38和相對於擺動架38可以作進退運動的臂39。在該臂39上設置了端部擴張杆41。該端部擴張杆的設置與上述陰模351相對應。
當上述上側部件331帶著陰模351順時針轉到與下側部件34的相對位置處且上述擺動架38帶著端部擴張杆41逆時針轉動到與上側部件331相對位置處時，端部擴張棒41隨著臂39的前進進入上述陰模351內。
這時，通過端部擴張杆41使多層薄板21變形，形成了與端部擴張杆41外側形狀一致的一定數量的杯狀有底圓筒11a(見圖1)。接著，沿上述法蘭部11b的周邊切割，形成了一定數量的收容容器11。
在上述上側部件331順時針轉動之前，須事先將已成型的套筒12插入如圖所示的各陰模351之內。這樣，就可以在套筒12內形成收容容器11。為此在上述上側部件331對應的套筒插入位置處，設置了套筒插入裝置333。
在上述動作完成後，帶著各收容容器11和套筒12的端部擴張杆41與臂39一起後退，並隨著擺動架38繞軸37順時針轉動90°上述擺動架38順時針轉動90°後的位置處設置了板條式輸送帶45(見圖3)。該板條式輸送帶上沿封閉的驅動鏈46安裝了許多板條47，通過板條47上的各個支持孔49可以支撐上述收容容器11和套筒12。當上述支持孔49隨板條47向上述端部擴張杆41帶著的各個收容容器11的對應位置移動時，由裝在端部擴張杆41側面的噴咀(圖中未畫)將各個收容容器11內側吹拂。當上述各個收容容器11和套筒12移動到板條式輸送帶45的對應位置處，就可以將其分別裝入各支持孔49內。
裝在各支持孔49上的收容容器11和套筒12由板條式輸送帶45運送到填裝機處(圖中未畫)。填裝機將液體食品填裝後，由蓋體13將收容容器13密封起來。
下面就本發明第三個實施例的包裝容器成型方法進行說明。
本方法中，上述收容容器11用熱成型法成型，將成型後的收容容器11嵌入套筒12內，填裝液體食品後用蓋體13密封。
圖5是關於本發明第三個實施例的包裝容器成型方法所適用的製造裝置示意圖。
圖中的34是下側部件、該下側部件34的相對位置上是上側部件33(見圖3)，上側部件33具有開口向下，排列而成的一定數量的陰模35。
上述下側部件杆34具有支承在軸37上並可繞其中心擺動的擺動架38和相對於擺動架38可以作進退運動的臂39。該臂39上設置了與上述陰模35相對應的一定數量的端部擴張杆41。
上述端部擴張部41隨著上述擺動架38反時針方向轉動到上側部件33的相對位置，上述臂39向前運動，帶動端部擴張杆41進入陰模35內。
端部擴張杆41使多層薄板21變形，形成一定數量的收容容器11。
其後，帶著各收容容器11的端部擴張杆41與臂39一起後退並隨著上述擺動架38繞軸37順時針轉動90°。
在上述擺動架38順時針轉動90°後的位置處設置了板條式輸送帶451。該板條式輸送帶451上沿封閉式驅動鏈461設置了許多板條(圖中未畫)，通過板條上的各支持孔可以支撐上述收容容器11和套筒12。
在上述板條輸送帶45的行進方向上，與上述擺動架38相對的位置前面，設置了將套筒12插入上述支持孔中的套筒插入裝置463。
當上述支持孔隨板條向上述端部擴張器帶著的各個收容容器11的對應位置移動時，由上述噴咀將各個收容容器內側吹拂。當上述收容容器11移動到板條輸送帶45的相應位置處後就可以被嵌入事先已插入支持孔中的套筒12中。
上述支持孔中的收容容器11以及套筒12由板條式輸送帶運送到填裝機處(圖中未畫)，由該填裝機將液體食品填裝，再由蓋體13(見圖1)密封起來。
下面就端部擴張法進行說明。
圖7是表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第一工程圖，圖8表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第二工程圖，圖9是表示本發明實施例的包裝容器成型方法的第三工程圖。
圖中的21是多層薄板、35是陰模、41是端部擴張杆。與上述陰模35相對設置的端部擴張杆41具有開口朝向陰模35的封底筒狀擴張模51、設置在上述端部擴張杆41中央且可升降的推桿53和以推桿53端部支點54為擺動軸的模板55。沿上述推桿53的周邊設置了一定數量的模板55。該模板55由上述支點54、下部的模板從動板部55a、支點54和上部的擴張板部55b組成。
上述擴張模51的內周面的半徑方向上形成了下部寬上部窄的靠模面51a。為圖8所示，當上述推桿53上升時，上述模板55的模板從動板部55a沿著上述擴張模51的靠模面51a移動，在半徑方向上逐漸向內收縮，使模板55產生擺動。與此同時，上述擴張板部55b隨著模板55的擺動，其端部沿徑向向外擴張。在此過程中，通過上述陰模35上形成的孔58，將陰模35抽成真空。
通過上述過程，就可以形成如圖9所示的壁厚均勻，底部和側面薄而一致的收容容器11。而且，收容容器11不僅重量輕也可以有很高的氣密性。
此外，本發明並不限定於上述實施例，以本發明的主要思路為基礎可以變化出很多類型，這些類型都包括在本發明的範圍之內。
產業上利用的可能性可以用於液體包裝容器以及製造這種包裝容器的製造裝置中。
權利要求
1.一種包裝容器，其特徵在於具有；(a)由熱成型法使樹脂制的多層薄板變形而形成的收容容器；(b)密封收容容器的樹脂制的蓋體；(c)包圍收容容器外側並比收容容器剛性和絕熱性高的非金屬材料製成的外包裝體。
2.如權利要求1所述的包裝容器，其特徵在於上述熱成型法是端部擴張法。
3.一種包裝容器的成型方法，其特徵在於(a)由剛性和絕熱性高的非金屬材料製成的外包裝體中，用熱成型法使樹脂制的多層薄板變形而形成收容容器；(b)上述收容容器內填裝液體食品後，由樹脂制的蓋體密封。
4.一種包裝容器的成型方法，其特徵在於(a)用熱成型法使樹脂制的多層薄板變形而形成收容容器(b)上述收容容器外側由剛性和絕熱性都比收容容器高的非金屬材料製成的外包裝體包圍；(c)上述收容容器內填裝液體食品後，由樹脂制的蓋體密封。
5.一種包裝容器的成型方法，其特徵在於(a)用熱成型法使樹脂制的多層薄板變形而形成收容容器；(b)上述收容容器內填裝食品後，由樹脂制的蓋體密封；(c)上述收容容器外側由剛性和絕熱性都比收容容器高的非金屬材料製成的外包裝體包圍。
6.如權利要求3或4或5中任意一項所述的包裝容器的成型方法，其特徵在於上述熱成型法是端部擴張法。
全文摘要
一種包裝容器具有用熱成型法使樹脂制的多層薄板變形而形成的收容容器、密封收容容器的樹脂制蓋體和包圍收容容器外側且剛性與絕熱性都比收容容器高的非金屬材料製成的外包裝體，因未使用金屬，則廢棄的包裝容器易於壓碎和回收。因收容容器和蓋體由樹脂材料形成、外包裝體由非金屬材料形成，則可用感應加熱方法將食品直接加熱，並能在短時間內加熱到足夠的溫度，由於外包裝體絕熱性高，所以從自動售貨機取出後可直接拿在手中，食品不會在短時間內變涼。
文檔編號B65D25/34GK1129435SQ9419314
公開日1996年8月21日 申請日期1994年8月23日 優先權日1993年8月23日
發明者貝熱裡烏·克洛德 申請人:泰特拉·雷沃金融控股公司