特許 6593999 特に少なくとも１つの容器を有する一人分包装のためのフィルタを熱成形するための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593999

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】特に少なくとも１つの容器を有する一人分包装のためのフィルタを熱成形するための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 51/08 20060101AFI20191010BHJP

   B29C 51/26 20060101ALI20191010BHJP

   B65B 11/50 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   B29C51/08

   B29C51/26

   B65B11/50

【請求項の数】9

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-33611(P2015-33611)

(22)【出願日】2015年2月24日

(65)【公開番号】特開2015-166181(P2015-166181A)

(43)【公開日】2015年9月24日

【審査請求日】2018年2月9日

(31)【優先権主張番号】10 2014 203 789.1

(32)【優先日】2014年3月3日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(72)【発明者】

【氏名】シュタデル，ハンス・ペータ

【審査官】 ▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１０１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０９６０１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−２３４９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００５６９７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０６９２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１５００８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１３９２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２３０３７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５０３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１８９５５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１２３７５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ５１／００−５１／４６

Ｂ６５Ｂ １１／００−１１／５８

Ｂ６５Ｂ ２９／００

Ｂ６５Ｂ ４９／００−４９／１６

Ａ４７Ｊ ３１／００−３１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一人分包装のためのフィルタ（２２）を製造するための装置において、
供給されたフィルタ材料（２０）を加熱する加熱装置（１４）と、
垂直方向に移動して、加熱されたフィルタ材料（２０）を熱成形されたフィルタ（２２）に成形する成形工具（１６）と、
前記成形工具の外周を囲むように設けられ、上下方向に移動して、熱成形された前記フィルタ（２２）を前記フィルタ材料（２０）から分離する切断手段（１８）と、
を備え、
前記成形工具（１６）の検知領域内に加熱された前記フィルタ材料（２０）が達した際に、前記成形工具（１６）が降下されて前記フィルタ材料（２０）の加熱された領域から少なくとも１つの熱成形されたフィルタ（２２）が成形され、熱成形された前記フィルタ（２２）が前記切断手段により前記フィルタ材料（２０）から分離される
ことを特徴とする、一人分包装のためのフィルタを製造するための装置。

【請求項2】

前記フィルタ（２２）を容器（２６）に結合させるシール手段（３０）を備え、
前記シール手段（３０）は、前記切断手段（１８）により分離された前記フィルタ（２２）の縁部（２３）を容器（２６）の内周面に結合させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記成形工具（１６）がアルミニウムより成っている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記熱成形されたフィルタ（２２）を、超音波によって容器（２６）とシールするための少なくとも１つのシール手段（３０）が設けられている
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

少なくとも１つの充填ステーション（４０）および／または密封ステーション（４４）が設けられている
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

前記フィルタ（２２）を容器（２６）に供給する少なくとも１つの搬送手段（２４）が設けられている
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。

【請求項7】

一人分包装に使用するための、熱成形されたフィルタを製造する方法において、
フィルタ材料（２０）を加熱装置（１４）に供給し、
前記加熱装置（１４）によって前記フィルタ材料（２０）を加熱し、
垂直方向に移動して、加熱されたフィルタ材料（２０）を熱成形されたフィルタ（２２）に成形する成形工具（１６）に、前記加熱されたフィルタ材料（２０）を供給し、
前記加熱されたフィルタ材料（２０）を、前記成形工具（１６）によって、熱成形されたフィルタ（２２）に成形し、
前記成形工具の外周を囲むように設けられ、上下方向に移動して、熱成形された前記フィルタ（２２）を前記フィルタ材料（２０）から分離する切断手段（１８）によって、熱成形された前記フィルタ（２２）を前記フィルタ材料（２０）から分離する
ことを特徴とする、熱成形されたフィルタを製造する方法。

【請求項8】

切断手段（１８）によって分離された前記フィルタ（２２）の縁部（２３）を容器（２６）の内周面に結合させる
ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記フィルタ（２２）を製品（４２）で満たし、密封ステーション（４４）によって蓋（４６）で密封することを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項の前文に記載した、特に少なくとも１つの容器を有する一人分包装のための熱成形されたフィルタを製造するための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１によれば、ホット飲料を製造するための一人分包装が既に公知である。この一人分包装は、コーヒーまたは紅茶のような芳香担体で満たされたハウジングを有しており、このハウジングは、側壁と底部と蓋とを有している。蓋は、少なくとも部分的に透水性であって、底部は少なくとも部分的にフィルタとして構成されている。側壁および底部は、蓋と同様に、一体的にフィルタ状のプラスチックフリースまたはプラスチックと紙の混合物より深絞り法で製造される。蓋はその環状の縁部領域が耐水性に圧縮され、従って、蓋は側壁の上縁部と、気密に密封され結合されている。この場合、側壁領域は同様に、耐水性に圧縮されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ヨーロッパ公開特許第１２２１４１８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、一人分包装のためのフィルタの簡単かつ安価な製造を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。

【発明の効果】

【0006】

これに対して、独立請求項の特徴による装置および方法は、フィルタおよび相応の一人分包装の特に簡単かつ安価な製造が得られる、という利点を有している。従って、フィルタは、特に簡単な形式で熱成形により製造される。これは本発明によれば、まずフィルタ材料が供給され、このフィルタ材料が少なくとも点状に加熱され、次いで成形工具、例えば押し込みポンチによって成形されることによって、行われる。これによって、父型または母型を必要とする、従来技術による比較的高価な装置は省略することができる。何故ならば、耐水性の縁部領域を生ぜしめる必要がないからである。しかも、本発明による装置および方法は、特に大量生産に適している。何故ならば、フィルタ材料はロールの形で処理され、加熱装置に供給され得るからである。それぞれの加熱工具は、好適には交換可能に配置することができる。これによって、装置の自由度はさらに高められるので、成形工具は、様々な一人分包装のためのフィルタプロフィールに関する様々な要求に特に簡単に適合させることができる。さらに、成形工具自体は加熱されないので、それによって迅速かつ確実な加工が可能となる。また、熱成形されたフィルタをロール状のフィルタ材料から切り離す切断手段が設けられている。好適には、これは、成形工具が加熱されたフィルタ材料を熱成形するのと同じ作業ステーションにおいて行われる。それによって、特に安価な製造が得られる。

【0007】

好適な実施態様によれば、成形工具を形成する材料として、好適にはアルミニウムが使用される。

【0008】

好適な実施態様によれば、搬送手段が成形工具および／または切断手段の下に配置されている。これによって、フィルタ材料から熱成形されたフィルタを打ち抜き成形した後で、フィルタは、予め待機している搬送手段内に直接的に移送される。これによって、熱成形されたフィルタのさらなる取り扱いは簡略化される。熱成形されたフィルタは、予め待機している容器内に直接的に移送され、この容器内にフィルタが入れられ、および／またはシールされる。

【0009】

好適な実施態様によれば、フィルタを熱成形するための装置は、容器を熱成形するための装置の構成部分である。従って、熱成形されかつ打ち抜き成形されたフィルタだけが、予め熱成形されかつ待機している容器内に直接に移送されることによって、好適な形式で、フィルタが個別にさらに搬送されることはない。

【0010】

好適な実施態様によれば、この装置はさらに、少なくとも１つのシール手段を有している。このために好適には、熱成形されたフィルタは、外方へ突き出す縁部を有している。容器も同様に、熱成形されたフィルタのための収容部若しくはシール面としての、突き出す縁部を上側に有している。シール工具は、場合によっては超音波に基づいて、突き出す縁部においてフィルタを容器とシールする。これは、失われることのない、位置的に精確な配置に役立ち、ホット飲料の高い品質を保証する。択一的に、シール若しくは溶接を、容器の側壁で行ってもよい。

【0011】

好適には、シールは超音波によって行われる。このために、相応のエネルギ指向器がシール工具および／または容器縁部に設けられている。これによって、２つの構成部分の位置的に精確なシールが得られる。

【0012】

さらなるステップで、フィルタを備えた容器は、例えばコーヒー、紅茶又はその他の水溶性の飲料等の製品によって満たされる。

【0013】

次いで、充填された容器若しくは充填されたフィルタが蓋によって密封される。例えばアルミニウム蓋または結合フィルムが容器の縁部領域にシールされる。

【0014】

その他の好適な実施態様は、その他の従属請求項並びに明細書に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】熱成形されたフィルタを製造するための装置の側面図である。

【図2】この装置に所属する構成部分による熱成形過程を概略的に示す側面図である。

【図3】熱成形されたフィルタと容器とのシールを示す概略図である。

【図4】孔を有する、熱成形されたフィルタの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

熱成形されたフィルタを製造するための本発明による装置の１実施例が、図面に示されていて、以下に詳しく説明される。

【0017】

フィルタ材料２０が、ロールブロック１２に巻き取られる。ロールブロック１２から、フィルタ材料２０は加熱装置１４に達する。加熱装置１４は、フィルタ材料２０の、好適には両側を包囲している。フィルタ材料２０は、加熱装置１４を好適には垂直方向に通過する。次いで、フィルタ材料２０は９０°変向されて、成形工具１６の検知領域内に達する。成形工具１６は父型として構成されている。成形工具１６は垂直方向に移動可能である。従って、成形工具１６は下方に降下され、加熱されたフィルタ材料２０を熱成形されたフィルタ２２に成形する。成形工具１６の下に容器２６が配置されていて、この容器２６内に、成形され、かつ分離されたフィルタ２２が達する。このために、切断手段１８が設けられており、この切断手段１８は、成形されたフィルタ２２を残りのフィルタ材料２０から打ち抜く。フィルタ２２は好適には円形に構成されているので、これに対応して、残りのフィルタ材料２０内に孔が残存する。残りのフィルタ材料２０は、再びロールブロック１３に巻き取られて、相応に廃棄され得る。

【0018】

容器２６は、熱成形され、かつ深絞りされた容器として、装置１０の近くで形成されてもよい。このために、熱成形可能な容器材料は、同様に対応する成形工具の検知領域内に達し、それによって、複数の容器２６を含有する長尺材２７が形成される。熱成形された容器２６に、相応の熱成形されたフィルタ２２が供給される。次いで、フィルタ２２と容器２６とが、適当なシール手段３０によりシールによって互いに結合される。次いで、容器２６内に存在するフィルタ２２に、製品４２、例えばコーヒー、お茶、チョコレート等が充填ステーション４０によって充填される。次いで、充填された容器２６が、密封ステーション４４の検知領域内に達する。密封ステーション４４は、容器２６の縁部に蓋４６をシールする。次いで、長尺材２７内に連なっている容器２６を互いに所望の形式で分離する分離装置４８が任意に設けられていてもよい。

【0019】

図２の実施例では、加熱装置１４によって加熱されたフィルタ材料２０がどのようにして成形工具１６の検知領域内に達するかが示されている。成形工具１６は、上下運動可能に配置されている。フィルタ材料２０の加熱された領域が成形工具１６の下の位置にくると、成形工具１６は下降して、フィルタ材料２０を破線で示した形式で成形する。次いで、切断手段１８が下降され、それによって熱成形されたフィルタ２２が残りのフィルタ材料２０から分離される。このようにして分離されたフィルタ２２は下方に向かって搬送手段２４の切欠２５内に落下する。成形工具１６は、熱成形されたフィルタ２２の所望の形が得られるような形状の、相応の父型を有している。従って、この熱成形されたフィルタ２２は、例えば上方に突き出すフィルタ縁部２３を有している。次いでシールによって容器２６に結合するために、フィルタ２２は、搬送手段２４を介して所望の形式で容器２６に供給される。

【0020】

図３に、準備された容器２６がどのようにしてフィルタ２２を収容するかについて、一例を挙げて示されている。このために、容器２６は相応の容器縁部２８を有する。この場合、容器縁部２８とフィルタ縁部２３とは、後で相応に結合することを考慮して互いに適合されている。このために、シール手段３０が設けられている。シール手段３０は、例えば超音波シールであってもよい。この場合、相応のソノトロード３２がシール個所にエネルギ指向器３４を有している。容器縁部２８も、このようなエネルギ指向器３４を有している。これによって、適切な超音波入力、およびひいては位置的に精確なシールが可能である。その他のシール法、例えばヒートシールまたはコールドシールも考えられる。重要なことは、シール手段３０を介して、フィルタ２２と容器２６との結合が行われる、ということである。

【0021】

図４によれば、フィルタ２２の、また成形工具１６の様々な構成が可能である。この場合、フィルタ２２は追加的に相応の複数の孔３８を有していてよく、それによって抽出された飲料を確実に流出させることができる。成形工具１６に対してフィルタ２２を適切に付着若しくは分離させるために、圧縮空気若しくは真空を供給できるように、成形工具１６は相応の開口を有していてもよい。

【0022】

前記熱成形されたフィルタ２２によって、コーヒー等の抽出しようとする製品４２の所望の通過時間が、製品４２若しくは容器２６のそれぞれの状態に個別に容易に適合させられる大きいフィルタ面に基づいて得られる。この場合、熱成形されたフィルタ２２の様々な幾何学形状を、特に簡単な形式で同じ装置１０によって作り出すことができる。何故ならば、所望のフィルタ形状に基づいて、相応の成形工具１６を特に簡単に交換することができるからである。

【0023】

好適には、フィルタ縁部２３を備えた丸いフィルタ形状が使用される。容器２６の様々な状態に応じて、フィルタ２２は様々な形状で下方に突き出していてもよい。従って、段状に先細りしたフィルタが設けられていてもよい。また、フィルタ２２の底部は、蓋領域に対して平行に実質的にフラットに延在していてもよい。択一的に、底部は、中央領域だけが液状に突き出していてもよい。また択一的に、フィルタ２２は丸い輪郭を有していて連続的に先細りしていてもよい。フィルタ２２の様々な流出部の代わりに、側面を様々に構成してもよい。

【0024】

フィルタ材料２０は、熱成形可能性を得るために、好適にはＰＰまたはＰＥＴが混合されたフリースより成っている。さらに、フィルタ材料２０は、好適には超音波溶接可能である。その場合、フィルタ材料２０は、使用されたシール型式に応じてヒートシール可能であってもよい。しかも、フィルタ材料２０は、耐食品性かつ耐熱性に構成されている。それによって、適切な抽出プロセスが確実に行われる。

【0025】

加熱装置１４は、後で成形工具１６がフィルタ２０を所望の形状にもたらす個所における適切なフィルタ材料２０の局所的加熱を保証する。加熱装置１６として、例えば、接触型ホットプレート、放熱体、熱風または誘導による加熱が使用される。

【0026】

成形工具１６は好適にはアルミニウムより成っている。

【0027】

フィルタ２２を熱成形するための装置１０は、容器２６のための熱成形機の構成部分であるか、またはこのような熱成形機の近傍に配置されていて、熱成形されたフィルタ２２を容器２６のための熱成形機に直接供給する。

【0028】

一人分包装のためのフィルタの製造は、以下のステップを有することを特徴としている。
フィルタ材料２０を加熱装置１４に供給し、
加熱装置１４によりフィルタ材料２０を加熱し、
加熱されたフィルタ材料２０を成形工具１６に供給し、
成形手段１６によって加熱されたフィルタ材料２０を熱成形し、
熱成形されたフィルタ２２をフィルタ材料２０から分離し、
熱成形されたフィルタ２２を容器２６へ供給し、
フィルタ２２を容器２６とシールし、この際に好適には、ソノトロード３２を使用して超音波によって結合を行う。

【0029】

この装置は、少なくとも部分的にさらに別のステップ、つまり、
充填ステーション４０によって製品４２をフィルタ２２へ供給し、
充填されたフィルタ２２若しくは容器２６を蓋４６を用いて密封ステーション４４によって密封するステップ、
を実施することができる。

【0030】

その他のステップが、引き続いて若しくは並行して、次のように行われ、つまり、
分離後に、残りのフィルタ材料２０を巻取り、
場合によっては、分離装置４８を用いて、個別の容器２６を長尺材２７から分離する。

【符号の説明】

【0031】

１０ 装置
１２ ロールブロック
１３ ロールブロック
１４ 加熱装置
１６ 成形工具
１８ 切断手段
２０ フィルタ材料
２２ フィルタ
２３ フィルタ縁部
２４ 搬送手段
２５ 切欠
２６ 容器
２７ 長尺材
２８ 容器縁部
３０ シール手段
３２ ソノトロード
３４ エネルギ指向器
４０ 充填ステーション
４２ 製品
４４ 密封ステーション
４６ 蓋
４８ 分離装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】