JP2004210405A - 包装材に接着剤を付与する方法と装置 - Google Patents

包装材に接着剤を付与する方法と装置 Download PDF

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Abstract

【課題】包装材に付与される接着剤のエリアにエリア毎の目的と一致するように接着剤を付与する。
【解決手段】ブランク用の素材ウエブ(２１)に接着剤、特にホットメルト型接着剤を付与する間、接着剤の移転は、素材ウエブ(２１)の移送速度およびその他のパラメータに依存する。素材ウエブの移送と対応して接着剤に作用する接着剤の圧力は、機械の中央制御ユニット(３１)に接続される圧力制御弁(３７)によって制御される。このことによって、接着剤の一様な分配が可能となる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、閉じることが可能なノズル開口を備える接着剤ノズルによって、包装素材、好ましくは、ブランクの製造に使用する連続素材に、この素材が接着剤を付与される過程において移動される間に、接着剤を付与する方法に関し、前記ノズルには、高圧-包装素材に接着剤を付与する局面における接着圧力-の接着剤が供給される。この発明は更に、この方法を実施する装置にも関連する。
EP0,765,811号明細書 包装素材に接着剤を付与することは、対象が個別のブランクであれ、連続した素材ウエブであれ、高生産性包装機に特別な問題をもたらす。これは、特に、サイクル期間の短い包装機におけるシガレットパックの製造に関連する場合に顕著である。包装用素材、この場合は、特に素材ウエブは、接着剤が付与される間、移送される。このために採用される接着アセンブリーは、接触する接着剤ノズルを具備していることが好ましい。したがって、包装用素材は、接着剤が付与されるとき、接触のズルのマウスすなわち開口と向き合って接する。接触のズルによる接着剤の付与は、EP0,765,811号から知られる。
この発明の目的は、包装用素材に付与される接着剤のエリアにエリア毎の目的と一致するように処理を施すことを提案することである。
この目的を達成するために、この発明の方法は、接着剤に作用する接着剤圧力が、包装用素材すなわち素材ウエブの移送速度および/または、包装用素材に付与しようとする接着剤の粘度および/または接着剤エリアの層の厚さによって個別のベースで調節することができる点を特徴とする。
この発明によれば、接着アセンブリーまたは接着ノズルの領域における接着剤に作用する接着剤の圧力が、多数のパラメータにしたがって設定される。したがって、大きい移送速度が大きくとも、有効な接着圧力が大きいことを意味するわけではない。接着剤の挙動(粘度)も、考慮されなければならない。最終的には、包装用素材の面に発生される接着剤エリアの厚さが、接着圧力の決定に１つの役割を果たす。
この発明の特徴は、包装用素材のその場面における移送速度に適切な接着剤の圧力をダイナミックに制御することである。このことは、特に、レゾルバ(resolver)の回転角の変化と、特に、作業サイクルの観点における速度値の測定とを含む。速度値は、適切な圧力値に到達するために制御ユニット内に記憶されたアルゴリズムで計算される。接着圧力のこのサイクリックな計算に代わる代替手段として、この発明は、各フォーマット、すなわち、製造しようとするブランクの各サイズおよび/または形状に特有の曲線を制御ユニット内に記憶させることを可能にする。したがって、処理しようとする実際のフォーマットは、選択することができる。付与される接着剤の厚さは、(圧力)曲線をシフトすることによって変更することができる。
この発明によれば、接着アセンブリーは、特に、接着剤アセンブリーに至る接着剤管内の圧力制御弁によって接着圧力の制御を目指す(中央の)機械制御ユニットに接続される。接着アセンブリーに進入する接着剤は、したがって常に、考慮されるパラメータに基づいて必要とされる接着圧力を備えている。
この発明の装置は、フラットな射出器として設計される接触接着剤ノズルを採用する。このフラットな射出器は、個々に、または、グループをなして付勢されることができる複数のノズル開口を有する。素材ウエブの(サイクリックな)移送運動が測定されて、その結果が中央の機械制御ユニットに送られる。前記ユニットは、個々のノズル遮断装置、接着剤ポンプによる接着剤の供給、圧力制御弁、および、圧力制御弁用の圧縮空気制御ユニットを制御する。更に、この装置は、データ入力ユニット、特に、ＰＣを備えており、これによって、接着圧力を設定するパラメータが、生産サイトに個々に入力される。
この発明の他の特徴は、添付図面に基づいて以下にもっと詳細に説明される。
図１を参照すれば、紙、コート紙またはフィルム製のブランクに接着剤が付与される。このブランクは、シガレットパック、すなわち、バンドルパック(bundle pack)１０(シガレットカートン)用の外側包装素材として設計される。このブランクは、前部壁１１、側部壁１２、および、後部壁１３を形成する。側部壁１２の反対側の側部壁は、２つの互いに重なり合う折り曲げタブすなわちエッジストリップ１４、１５を含む。これらは、それらの(部分的な)重なり部において接着剤によって互いに接続される。重なると外側になる幅の広いエッジストリップ１５は、その内側に、接着剤、つまり、多数の接着エリア１６を備える。細長いエッジストリップ１５は、したがって、接着剤の連続したストリップを備えるのではなく、複数個の、ここでは、特定すれば６個の離間した長方形の接着剤エリア１６を備える。
バンドルパック１０の互いに向き合う両端部壁を形成するために、両端部壁の外側カバ
ーとして縁端部タブ１７とそれぞれのカバータブ１８が設けられる。その寸法は、必須要件として端部壁の寸法に対応する。カバータブ１８は、打ち抜きカット部１９によって、境界端部タブ１７から区画される。カバータブ１８もまた、接着剤、すなわち、細長い接着剤ストリップ２０を備えている。
バンドルパックを製造する間、ブランクは、連続素材ウエブ２１から切断され、曲折タレット２２に供給される。曲折タレットの領域において、ブランクはシガレットパックのグループの周囲に、図示の具体例においては、既成のバンドルパック１０の周囲に、直接折り曲げられる(図１)。ブランクに付与された接着剤エリア１６と接着剤ストリップ２０(図１)は、ホットメルト型接着剤からなっている。この硬化接着剤は、エッジストリップ１４、１５と端部タブ１７、１８がそれぞれ折り曲げられた後、加熱によって活性化され、折り曲げタブは、特に曲折タレット２２の領域において、圧力の付与によって互いに接続される。
(最初は)液体接着剤が、接着アセンブリー２３において、素材ウエブ２１に付与される。接着アセンブリー２３は、接着剤ノズル２４、特定すれば、フラットな射出器または多数の隣り合ったスリット状のノズル開口２５、２６を備える複数のフラットな射出器を有する。接着剤エリア１６または接着剤ストリップ２０を形成するための接着剤は、素材ウエブ２１を接着アセンブリーとそのノズル開口２５、２６に接触させることによって付与される。この目的で、接着アセンブリー２３は、素材ウエブ２１の必須要件として直立したウエブセクション２７の領域に配置される。この部位において下方に向かって移送される素材ウエブは、接着剤を付与されるか、少なくとも接着剤を付与されている間は、特定すれば接着開口２５、２６の領域において、接着アセンブリー２３に向かって押圧される。この目的で、移動可能な、すなわち、ピボットする圧力作用部材２８が、一時的に、素材ウエブ２１を接着剤ノズル２４に向かって押圧する。
ブランク(図１)は、壁１１…１５が、互いに次々に移送方向に続くように、素材ウエブ２１の内部に配置される。接着剤のパターンすなわち接着剤エリア１６と接着剤ストリップ２０は、移送方向に直角なノズル開口２５、２６の幅と、ノズル開口２５，２６の作用すなわち開口時間とによって、すなわち、素材ウエブ２１の移送方向における接着剤エリアの大きさに関して決定される。縁部のノズル開口２６は、それらの開放期間中に接着剤ストリップ２０を付与するように機能する。隣接する接着剤エリア１６は、ノズル開口２５の対応する数によって同時に創り出されるが、それらの開口時間は対応して短い。
接着アセンブリー２３の正確な制御と規制は正確な接着剤パターンの創造のために重要である。各ノズル開口２５、２６または複数のノズル開口２５には、遮断デバイス、つまり電磁弁２９、３０が充当される。２つの中間の弁２９にはそれぞれ、複数(３つ)のノズル開口２５が充当され、弁３０のそれぞれには、縁部のノズル開口２６が充当される。弁２９の制御は、接着アセンブリー２３または包装機の作業サイクルの１機能として、特定すれば、現行模範具体例においては包装機の(中央)制御ユニット３１によって実行される。
接着剤、特にそのホット-メルト型接着剤の具体例は、(共通の)接着剤管３２を介して接着アセンブリー２３に供給される。この管は、ホット-メルト型接着剤が採用される場合は加熱されることが好ましい。接着剤は、接着剤タンク３３から取り出されて、接着剤ポンプ３４により作用される圧力の下に接着剤管３２に強制的に送り込まれる。接着剤管３２の内部は、比較的高圧、すなわち、２０バールまでの圧力が発生する。接着剤の供給と接着剤ポンプ３４は、制御ユニット３５によって制御されるが、制御ユニット３５は、信号線３６によって機会の制御ユニット３１に接続されている。
この発明の特徴は、分配される接着剤の総量を、接着剤層の厚さに関して、素材ウエブ２１と接着アセンブリー２３との間の相対的移動および接着特性には無関係に、接着剤のコンスタントな付与が可能であるように正確に制御することである。この目的で、接着ノズル２４の領域、または、ノズル開口２５、２６の領域において接着剤に作用する圧力を制御することが可能であり、したがってまた、接着剤の圧力自体を制御することが可能である。
接着剤の圧力は、共通の圧力制御弁３７によって決定される。この弁は、接着アセンブリー２３のハウジングの側面に取り付けられており、全接着剤ノズル２４と全ノズル開口２５、２６の接着剤圧力、特定すれば、接着剤管３２の領域における接着剤圧力を決定する。１つの代替策として、(接着アセンブリー２３内の)複数のアドレスできる圧力制御弁を採用して、有効な接着剤圧力に関して個別ベースまたはグループベースでノズルの開口を制御することも可能である。圧力制御弁３７によって決定される接着剤圧力は、４バールと最大２０バールの間にある。
圧力制御弁３７の制御は、圧縮空気制御ユニット３８によって行われ、前記制御ユニット３８は、一方において圧縮空気管３９によって圧縮空気源に、そして、他方において圧縮空気管４０によって圧力制御弁３７に接続されている。
１つの特徴は、図３の現行模範具体例においては１つのＰＣ５４である１つのデータ入力デバイスによって、接着剤圧力を調節することができる点である。このコンピュータは、信号線５５を介して、制御ユニットすなわち機械の制御ユニット３１に接続されている。ディスプレイスクリーン５６は、入力されたデータを示し、このデータは、ここではグラフィックに表示される。ＰＣ５４は、可変性の細目またはパラメータ、特に、接着剤の粘度のような処理作業に関連する接着剤の特殊な性質を入力するために設けられる。更に、包装用素材の面における接着剤の層の所望の厚さを特定することも可能である。このＰＣはしたがって、接着剤のストリップ２０が、接着剤エリア１６の厚さとは異なる層の厚さを有するように、接着剤の圧力を設定するために用いることができる。ノズル開口２５、２６の開口時間と開口サイクルが、-特に、各場合に製造使用とするブランクのサイズの関数として-機械制御ユニット３１に入力されることができる。任意の時における素材ウエブの移送速度のような、考慮に入れるべき他のデータとパラメータは、別に制御ユニット３１に供給される。
図示の模範具体例においては、素材ウエブ２１の移送移動は、素材ウエブ２１の領域において直接確認される。この目的で、移送速度、特に素材ウエブのための２つの引き出しローラー４２の一方と一致して回転する１つの部材に、１つの走査デバイス、すなわち、レゾルバ４３が充当される。このレゾルバは、引出しローラー４２の回転に基づいて素材ウエブ２１の移動を探知する。レゾルバ４３もまた、信号線４４を介して機械制御ユニット３１に接続される。したがって、機械制御ユニット３１は、その(サイクリックな)引き出し時間中に素材ウエブ２１の移動シーケンスを探知する。これに伴って、圧力制御弁３７が、圧縮空気制御ユニット３８により付勢される結果、移送運動と必要なその他のパラメータに対応する接着剤圧力が接着剤ノズル２４内に生じる。ノズル開口２５、２６の必要な開口時間は、弁２９、３０によって適切に決定される。
素材ウエブ２１の移送速度と他のパラメータとの間の関係および素材ウエブ２１と対応する接着剤圧力との間の関係は、模範的な図４、図５のグラフに示されている。
図４は、水平時間軸４５と垂直速度軸４６を示す。プロットされた線４７、４８、４９は、ブランクの様々な寸法(サイズ)用の速度曲線と、素材ウエブ２１の対応する引き出し長、および、移送速度に関連する。線４７は、対応する最大速度を備える、より大きいブランクのための速度のプロットを示す。線４９は、移動の特性曲線を備えるより小さいブランクを指す。
相互作用はまた、水平時間軸４５と垂直圧力軸５０を備える図５にも示されている。線５１、５２、５３は、内容的に、図４の線４７、４８、４９に対応する。図５は、圧力のプロットと時間の関数としての圧力の水準を示す。各線５１、５２、５３すなわち、曲線には、図４による線図の曲線または線４７、４８、４９の１つが充当される。このことは、線４７による作業または移送サイクル、すなわち、素材ウエブ４１の最大速度を備える作業または移動サイクルには、(圧力/時間)線５３を充当することができるので、比較的低い圧力が、もしも接着剤の粘度および/または所望の層の厚さのような設定パラメータに基づくならば、線５３に対応する圧力プロットが適切であることを意味する。更に、曲線すなわち、線５１、５２、５３は、作業サイクルの間、すなわち、設定プログラムに対応する接着の局面において、圧力を慎重に変更することができるという事実を示すために、一様ではないプロットを備えても差し支えない。図１のブランクのためには、接着剤ストリップ２０の層の厚みがより大きいことが望ましい。その理由は、より厚い層が端部壁の領域における折り曲げを固定するからである。縁部ストリップ１４、１５を接続するための接着剤エリア１６は、より薄い層厚であることが可能である。その理由は、複数の接着剤エリア１６によって充分な固定が達成されるからである。
接着剤の圧力は、現段階における移送速度に適応させることによって、ダイナミックに制御される。特に、レゾルバ４３の回転角度の変化は、例えば、６ｍｓの間隔でサイクリックに決定され、速度値に変換される。この値は、制御ユニットに記憶されたアルゴリズムで計算され、必ず次の式を用いてそれぞれの圧力値に到達する。
Ｐ＝Ｐ１＋ｍ・ｖ
ここに、Ｐは、速度に依存する接着剤の圧力、Ｐ１は、設定された最小圧力(図５)、ｍは、個々に調節が可能な接着剤層の厚さ、ｖは、ウエブの速度に類似した１つの数である。更に、他のパラメータ、すなわち、接着剤エリアの層の厚さの異なる値を考慮に入れることも可能である。
包装用素材に接着剤を付与する図示の方法は、個々の予め設計されたブランクの移送中に行うことができる。更には、その使用もまた、そのようなウエブが、例えば、包装機の始動時と、その作業時における任意の遅延のような不均一な速度で走行するときに、サイクリックな態様で移送される素材ウエブで作業を行う場合にも推奨することができる。
１つの接着剤パターンを備える展開ブランク。 シガレットパックを製造する包装機の一部の概略的側面図。 接着剤ユニットの概略的回路線図。 素材ウエブの移動シーケンスの線図。 １接着サイクルの圧力シーケンス(接着圧力)の線図。
符号の説明
１０…バンドルパック.１１…前部壁.１２…側部壁.１３…後部壁.１４…エッジストリップ.１５…エッジストリップ.１６…接着剤エリア.１７…端部タブ.１８…カバータブ.１９…打ち抜きカット部.２０…接着剤ストリップ.２１…素材ウエブ.２２…曲折タレット.２３…接着アセンブリー.２４…接着剤ノズル.２５…ノズル開口.２６…ノズル開口.２７…ウエブセクション.２８…圧力作用部材.２９…電磁弁.３０…電磁弁.３１…機械制御ユニット.３２…接着剤管.３３…接着剤タンク.３４…接着剤ポンプ.３５…制御ユニット.３６…信号線.３７…圧力制御弁.３８…圧力空気制御ユニット.３９…圧縮空気管.４０…制御用空気管.４１…信号線.４２…引き出しローラー.４３…レゾルバ.４４…信号線.４５…水平時間軸.４６…垂直速度軸.４７…線.４８…線.４９…線.５０…垂直圧力軸.５１…線.５２…線.５３…線.５４…ＰＣ.５５…信号線.５６…ディスプレイスクリーン.

Claims (7)

  1. 閉じることが可能なノズル開口(２５，２６)を備える接着剤ノズル(２４)によって、包装素材、好ましくは、ブランクの製造に使用する連続素材に、この素材が接着剤を付与される過程において移動される間に、接着剤を付与する方法であって、前記ノズルには、高圧-包装素材に接着剤を付与する局面における接着圧力-の接着剤が供給され、
    接着剤に作用する接着剤の圧力が、包装用素材または素材ウエブ(２１)、および/または、接着剤の粘度および/または包装用素材面の接着剤領域-接着剤エリア(１６)と接着剤ストリップ(２０)によって決定されるように、個別のベースで調節されることができる点を特徴とする方法。
  2. 目的を異にする複数の接着剤領域、特に、ブランクの縁部ストリップ(１４，１５)を接続するための接着剤エリア(１６)および端部壁の折り曲げタブを固定するための接着剤ストリップ(２０)を備えるブランクを製造するために、接着サイクルの間、すなわち、包装用素材が、所望の接着剤層の厚さを得るために移送される間に、接着剤圧力の制御によって、接着剤領域がそれら領域の機能と一致するように設定される点を特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 下記の(ａ)(ｂ)を特徴とする請求項１記載の方法。
    (ａ)包装用素材の移送速度は、レゾルバ(４３)の回転角の変化に基づいてサイクリックに決定され、速度値に変換される、
    (ｂ)速度値は、制御ユニットに記憶されたアルゴリズムで計算されて適切な圧力値すなわち接着剤圧力に達する、
  4. 接着剤付与中に移送される包装用素材、好ましくは、接着されたブランクの製造に用いられる連続素材ウエブ(２１)に、接着剤、特に、ホット-メルト型接着剤を付与する装置であって、包装用素材、特に、素材ウエブ(２１)を、好ましくは少なくとも接着剤の付与中に、ノズル開口(２５，２６)と接触する閉じることが可能なノズル開口(２５，２６)を備えている接着アセンブリー(２３)を越えて移送することができ、下記の(ａ)(ｂ)(ｃ)を特徴とする装置。
    (ａ)接着アセンブリー(２３)または接着剤ノズル(２４)内において接着剤に作用する圧力、すなわち、接着剤圧力は、包装用素材すなわち素材ウエブ(２１)の移送速度および/または接着剤の粘度および/または接着剤層の所望の厚さによって決定されるように制御されることができる、
    (ｂ)接着アセンブリー(２３)または接着剤ノズル(２４)には、接着剤管(３２)を通って接着剤が供給される、
    (ｃ)接着剤管(３２)中には圧力制御手段、好ましくは、圧力制御弁(３７)が設けられる、
  5. 接着アセンブリー(２３)は、１つの接着剤ノズル(２４)、すなわち、複数のスリット状のノズル開口(２５，２６)を備えるスリットノズルを有しており、前記スリット状のノズル開口は、好ましくは、各のズル開口(２６)またはノズル開口(２５)のグループに充当され、共通の制御ユニットに接続された電気的に付勢される遮断デバイスまたは弁(２９，３０)によって個別にまたはグループをなして閉じることができる点を特徴とする請求項４記載の装置。
  6. 圧力制御弁(３７)は、圧縮空気制御ユニット(３８)を介して圧縮空気によって制御されることができ、圧力制御弁(３７)または圧縮空気制御ユニット(３８)は、共通の制御ユニット-機械の制御ユニット(３１)に接続されている点を特徴とする請求項４記載の装置。
  7. １つのデータ入力デバイス、特にＰＣ(５４)が、各接着アセンブリー(２３)または接着アセンブリーのグループに充当され、前記ＰＣには、包装用素材の移送速度および/または接着剤の粘度および/または接着剤領域の所望の層の厚さに関する個別のパラメータが入力されており、前記データ入力デバイスすなわちＰＣ(５４)は、信号線(５５)によって、共通の制御ユニット、特に、機械の制御ユニット(３１)に接続されている点を特徴とする請求項４〜６のいずれか１記載の装置。
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