JP2007210185A

JP2007210185A - 紙容器の底部組立装置

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Publication number: JP2007210185A
Application number: JP2006031931A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Hamada; 正道浜田; Akira Ishikawa; 明石川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: JP4816117B2

Abstract

【課題】紙容器の角寸切換え作業において、ボトムブレーカー折込プレートを紙容器の各角寸に対して兼用化を図り、ボトムブレーカー折込プレートの交換作業をなくし、その調整作業を簡略化できる紙容器の底部組立装置を提供することである。
【解決手段】内面及び外面にヒートシール性樹脂層を有する四角筒状の紙容器の底部組立装置において、マンドレルの先端にマンドレルキャップが交換可能に備えられた複数のマンドレルと、ボトムブレーカー折込爪とボトムブレーカー折込プレートを備えた底部くせ折り装置と、交換可能なボトムプレスパットを備えた底部折畳み加圧装置とを有する紙容器の底部組立装置。
【選択図】図７

Description

本発明は、紙容器に内容物を充填して密封する紙容器充填密封装置において紙容器の底部組立装置に関する。

ゲーベルトップ型紙容器、あるいはフラットトップ型紙容器に牛乳、ジュース、清酒、その他清涼飲料等の液体を充填した後、充填口をヒートシールする紙容器充填密封装置が知られている。紙容器には内外面にヒートシール性樹脂層を有するカートンが用いられ、カートンを組立てることにより形成される。また紙容器内部に内容物を充填密封された製品は、使用後、紙容器を押潰して簡単に廃棄処分することができ、この紙容器の使用にあたって内容物を注ぎ易くすると共に開封後の密封性を向上させるために、紙容器上部側壁に注出口を取付けることが行われている。

この紙容器を紙容器充填密封装置上の底部組立装置で組立てるにあたっての一装置例として、予め筒貼りされた紙容器をマンドレルの先端にマンドレルキャップが交換可能に備えられ、ターレット状に配置されたマンドレルに底部を外側にして装着させた後、マンドレルを間欠回転させる。マンドレルを回転させる間、底部の加熱を行い、マンドレル停止位置の一つに配置されたボトムブレーカー折込爪とボトムブレーカー折込プレートを備えた底部くせ折り装置において、加熱された底部を内側に折込み、折くせをつけた後、この底部くせ折り装置の下流のマンドレル停止位置の一つに配置されたボトムプレスパットを備えた底部折畳み加圧装置で折りくせを付けられた紙容器底部を折畳んで加圧し、底部全体を偏平に畳み込み融着させて底部が組立てられる。その後、紙容器は搬送コンベア上に排出され、搬送コンベア上で内容物の充填、上部の組立てが行われる（例えば、特許文献１参照）。

上記のように紙容器の底部組立装置では、四角筒状の紙容器のサイズ切換えで四角の寸法（以下角寸と称する）が異なる紙容器、例えば、８５ｍｍ角（角寸が８５ｍｍ）から７０ｍｍ角あるいは６０ｍｍ角へ切換えを行なう場合、マンドレル先端のマンドレルキャップ、ボトムブレーカー折込プレート及びボトムプレスパットをそれぞれの角寸に適した部品に交換し、さらに、ボトムブレーカー折込プレートとマンドレルキャップとで形成されるクリアランスが一定になるようにボトムブレーカー折込プレートの角度調整を行い、カートンの底部組立の最適条件を確保する必要があった。このように、紙容器の角寸切換えに伴い、部品の交換作業、調整作業に多大な時間がかかるという問題点がある。
特開２００１−１９１４２５号公報

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紙容器の角寸切換え作業において、ボトムブレーカー折込プレートの兼用化を図り、ボトムブレーカー折込プレートの交換作業をなくすることができると共に、調整作業を簡略化できる紙容器の底部組立装置を提供することを目的とする。

カートンの底部組立の最適条件を確保するためには、マンドレルキャップとボトムブレーカー折込プレートとで形成される最小のクリアランスを角寸の異なる紙容器に切換えても一定にする必要がある。従来、マンドレルキャップの厚さは一定であり、紙容器の角寸切替え毎に寸法の異なるマンドレルキャップに交換し、前記クリアランスを一定にするためにボトムブレーカー折込プレートも交換する必要があった。そこで、本発明者は、上記課題を達成するために、鋭意、研究の結果、ボトムブレーカー折込プレートを固定部品とし、寸法の異なるマンドレルキャップの厚みを変えることにより、前記クリアランスが一定に保つことが可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、請求項１記載の本発明は、内面及び外面にヒートシール性樹脂層を有する四角筒状の紙容器の底部組立装置において、マンドレルの先端にマンドレルキャップが交換可能に備えられた複数のマンドレルと、前記マンドレル停止位置の一つに配置され、前記マンドレルに底部を外側にして差込まれ前記マンドレルキャップに保持された紙容器の底部に所定の折りくせを付ける底部くせ折り装置であって、紙容器底部の三角パネルを折り込むために、旋回可能な一対のボトムブレーカー折込爪と紙容器底部のボトムフラップを折り畳むために前記マンドレルキャップの外方から前記マンドレルキャップに向かって移動可能なボトムブレーカー折込プレートを備えた底部くせ折り装置と、該底部くせ折り装置の下流のマンドレル停止位置の一つに配置され、折りくせを付けられた紙容器底部を折畳んで加圧し融着させるためのボトムプレスパットを交換可能に備えた底部折畳み加圧装置とを有する紙容器の底部組立装置であり、四角筒状の紙容器の角寸が異なる紙容器に切替時に前記底部くせ折り装置の前記ボトムブレーカー折込プレートが前記マンドレルキャップに向かって移動し最接近点において前記マンドレルキャップと前記ボトムブレーカー折込プレートとで形成される最小のクリアランスが、一定になるように前記マンドレルキャップのマンドレル軸線方向の厚みを変えた前記マンドレルキャップ及び、前記底部折畳み加圧装置の前記ボトムプレスパットが加圧され、前記マンドレルキャップとで形成されるクリアランスが、一定になるように前記ボトムプレスパットの厚みを変えた前記ボトムプレスパットに交換することを特徴とするものである。

本発明は、交換部品であるマンドレルキャップ及びボトムプレスパットの厚みを紙容器の各角寸毎に、厚みを変えることにより、ボトムブレーカー折込プレートを固定部品化でき、兼用化を可能にした。このことにより、ボトムブレーカー折込プレートの交換作業がなくなり、紙容器の異なる角寸への切換え作業時間が短縮できるという優れた効果を奏するものである。

また、ボトムブレーカー折込プレートを兼用化することにより部品数が減り、コストダウンが図れるという効果がある。

また、ボトムブレーカー折込プレートを兼用化することにより、調整作業が簡素化されると共に、紙容器の底部組立の再現性に優れ、品質向上が図れるものである。

上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳述する。
図１は本発明にかかる紙容器の底部組立装置の一実施形態を示す概略正面図、図２は図１の平面図、図３は図１の底部くせ折り装置及び底部折畳み加圧装置を示す拡大正面図、図４はボトムブレーカー折込爪の動作を説明する斜視図、図５、図６はボトムブレーカー折込プレートの動作を説明する側面図、図７は紙容器の角寸切換えにおいてボトムブレーカー折込プレートとマンドレルキャップとの関係を説明する側面図である。

まず、図１、図２を参照しながら本発明の紙容器の底部組立装置について説明する。本発明の紙容器底部組立装置２０は紙容器液体充填ラインとインラインで用いられるものであり、使用される紙容器１の材質は、紙を含む基材と内面及び外面にポリエチレン等のヒートシール性樹脂層を有する。基材構成は、充填される内容物により要求される物性を満足するように選択され、アルミニウム箔、ポリエステルフィルム、酸化ケイ素や酸化アルミ等の無機物を蒸着したプラスチックフィルム等が積層されていてもよい。図１、図２において符号１０は紙容器供給装置であり、筒貼りされ、扁平に畳まれた紙容器１が多数収容されている一対のカートンフィーダー１１と紙容器１を１枚ずつ、起凾させながら取出す吸盤（図示しない）等によって構成されている。符号２０は、一対の紙容器底部組立装置であり、回転中心に対して放射方向に６本のマンドレル２１がターレット２２の周囲に等間隔に配置されている。このマンドレル２１の先端には交換可能なマンドレルキャップ２３（図３参照）が取り付けられている。また、ターレット２２にはターレット２２をマンドレル２１の１ピッチずつ間欠回転させる駆動装置（図示せず）が接続されている。マンドレル２１の周囲のマンドレル停止位置には、紙容器１の底部を加熱するヒーター２４、２５、底部くせ折り装置３０、底部折畳み加圧装置４０が順次配置されており、底部くせ折り装置３０と底部折畳み加圧装置４０の間にはガイド装置２６が設けられている。このような構成からなる紙容器底部組立装置２０によって紙容器１の底部が組立てられて、マンドレル２１の一停止位置Ｑで底部を下にしてマンドレル２１より紙容器１が排出され、注出口の取付、内容物充填、紙容器１のトップ部の密封シール装置へと搬送装置２７で移送されるものである。

図１、図２に示すようにカートンフィーダー１１には、予め四角筒状に筒貼りされ、扁平に畳まれた紙容器１がＰ方向に積層されて収容され、吸盤（図示しない）によりカートンフィーダー１１より１枚ずつ取出し、断面形状が矩形となるように起凾させて、紙容器１が、トップ側からマンドレル２１に差込まれて紙容器底部組立装置２０に受け渡される。マンドレル２１に差込まれた１個の紙容器１はマンドレル２１の先端に取付けられたマンドレルキャップ２３（図３参照）によって保持されている。６本のマンドレル２１は図１に示す状態を基準として時計回りに方向に６０度刻みで間欠的に回転駆動され、マンドレル２１にトップ側から差込まれ底部を外側にした紙容器１の底部をヒーター２４、ヒーター２５で加熱されて次のマンドレル２１の停止位置に配置させた底部くせ折り装置３０、さらに底部折畳み加圧装置４０で底部が組立てられる。

つぎに図３〜図６を用いて、底部の組立を詳しく説明する。まず、底部くせ折り装置３０について説明する。図３において、底部くせ折り装置３０は一対のボトムブレーカー折込み爪３１とボトムブレーカー折込プレート３２とを有している。一対のボトムブレーカー折込み爪３１は、ターレット２２の回転軸に平行な一対の軸３３に保持されており、一対の軸３３が同期して反対方向に回転することにより、ターレット２２の回転面即ちマンドレル２１の回転面と平行な面内でマンドレル２１の中心線Ｘ−Ｘに対して略対称に旋回することができる。このボトムブレーカー折込み爪３１は図４に示すように矢印Ａで示すように旋回して紙容器１の底部２の三角パネル３を折り込むのもである。ボトムブレーカー折込プレート３２はマンドレル軸線Ｘ−Ｘ方向に移動可能に設けられており、図５、図６に示すように、紙容器１の底部２のボトムフラップ４Ａ、４Ｂの先端に対向したガイド面３４、３５を備えている。ボトムブレーカー折込プレート３２を図５の（イ）位置から矢印Ｂ方向に移動させていくのと連動しガイド面３４と３５が図５の（ロ）に示すように倒れていき、最終的に紙容器１の底部２に押付けることにより、図６に示すようにボトムフラップ４Ａ、４Ｂを折り込むことができる。図５、図６は図３における矢印Ｃの方向からみた側面図を示しており、紙容器１が差込まれたマンドレル２１及びマンドレルキャップ２３を破線で示した。図６において符号３６はガイド面３４、３５で形成されたスリットを示し、折り込まれたボトムフラップの端部をくせ折りするものである。図６において符号γ、δはマンドレルキャップ２３とボトムブレーカー折込プレート３２とで形成されるクリアランスを示す。このクリアランスγ、δは、紙容器１の底部２の品質を左右する重要なものであり、紙容器１の角寸５が他の異なる角寸に切換える場合、最適な寸法のマンドレルキャップ２３に交換されて取付けられるが、同一になるように調整が必要である。このクリアランスγ、δが紙容器１の角寸５の変更に伴い、ボトムブレーカー折込プレート交換が行なわれる都度、変動すると底部２の折込み状態に影響を及ぼして、底部の成型が不十分なものが発生する場合があり、著しい場合には紙容器１に液体が密封充填された後に紙容器１の底部２から液体の漏れが発生し、重欠点となることがある。尚、本発明における最小のクリアランスとは、ボトムブレーカー折込プレート３２がマンドレル軸線Ｘ−Ｘ方向にマンドレルキャップ２３に向かって移動し最接近点において、マンドレルキャップ２３とボトムブレーカー折込プレート３２とで形成されるクリアランスγ、δのことを意味する。

つぎに、図３を参照しながら底部折畳み加圧装置４０について説明する。図３において破線は紙容器１を示す。底部くせ折り装置３０で図６に示すように底部２がくせ折りされた紙容器１は、マンドレルキャップ２３に保持されて底部折畳み加圧装置４０に移動するが、ガイド装置２６により、紙容器１のボトムフラップ４Ａ、４Ｂの斜面を押えて復元することを防止するとともに、さらにボトムフラップ４Ａ、４Ｂが一層、折畳まれる。底部折畳み加圧装置４０に送られた紙容器１のくせ折りされた底部２は、底部折畳み加圧装置４０が加圧されて前進すると底部折畳み加圧装置４０に交換可能に取付けられたボトムプレスパット４１で底部２をマンドレルキャップ２３に押付けて、加圧接着されて紙容器１の底部組立が完了する。

つぎに、図７を用いて、本発明の要部を説明する。従来は、図３に示すように紙容器１の角寸のサイズ切換えに伴い、マンドレル２１の先端に取付ける同一の厚さを有するマンドレルキャップ２３と底部くせ折り装置３０のボトムブレーカー折込プレート３２と底部折畳み加圧装置４０のボトムプレスパット４１を交換していた。そして、段落（００１２）に記載のマンドレルキャップ２３とボトムブレーカー折込プレート３２のガイド面３４、３５とで形成されるクリアランスγ、δが同一になるように調整し、底部組立の再現性が得られるよう、調整作業を行なっていた。本発明の紙容器底部組立装置２０は図７に示すようにボトムブレーカー折込プレート３２を兼用化した点が特徴である。図７は紙容器の角寸切換えにおいてボトムブレーカー折込プレートとマンドレルキャップとの関係を説明する側面図であり、説明上、図３における位置をほぼ９０°時計方向に回転して記載している。図中の符号ｔ、ｗはマンドレルキャップの厚さ、幅寸法を示し、符号α、βはボトムブレーカー折込プレート３２がマンドレル２１軸線Ｘ−Ｘに直交する線Ｙ−Ｙとで形成される角度（以下プレート角度と称する）を示す。紙容器１の角寸が例えば６０ｍｍ角の場合を図７の（ａ）、例えば７０ｍｍ角の場合を（ｂ）、例えば８５ｍｍ角の場合を（ｃ）に示した。ここで、従来、紙容器１の角寸サイズ換えに伴い、交換していたボトムブレーカー折込プレート３２の交換をなくし、ボトムブレーカー折込プレート３２を固定部品とした。その結果、６０ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度α１と７０ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度α２と８５ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度α３及び、６０ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度β１と７０ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度β２と８５ｍｍ角の紙容器の場合のプレート角度β３が同一となり、つまり、α１＝α２＝α３、β１＝β２＝β３となった。つぎに、６０ｍｍ角に適した幅寸法ｗ１のマンドレルキャップ２３の厚さｔ１とすることにより底部組立に最適のクリアランスγ、δを得た。つぎに、７０ｍｍ角に適した幅寸法ｗ２のマンドレルキャップ２３の厚さをクリアランスγ、δになるように厚さｔ２とした。つぎに、８５ｍｍ角に適した幅寸法ｗ３のマンドレルキャップ２３の厚さをクリアランスγ、δになるように厚さｔ３とした。つまり、マンドレルキャップ２３の厚さを変えることにより、角寸の切換えをしても、クリアランスγ、δが同一となるようにしたものである。上記の構成とすることにより、底部組立の再現性に優れ、従来、紙容器１の角寸の切換えに伴い、行なっていたボトムブレーカー折込プレートの交換作業がなくなると共に、クリアランスを同一にするために実施していたボトムブレーカー折込プレートの角度調整作業が簡素化され、紙容器の角寸切換え時間の短縮が可能となったものである。また、部品が減少できるという効果が得られる。

さらに、底部折畳み加圧装置４０において、紙容器１の角寸切換えに伴い、使用するボトムプレスパット４１の厚さｐ（図３参照）はつぎのよう選ばれる。図示しないが、６０ｍｍ角に使用するボトムプレスパット４１の厚さｐ１、７０ｍｍ角に使用するボトムプレスパット４１の厚さｐ２、８５ｍｍ角に使用するボトムプレスパット４１の厚さｐ３とすると、それぞれの場合に使用されるマンドレルキャップ２３の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３との関係において、ボトムプレスパット４１とマンドレルキャップ２３との厚さの合計が一定になるように、つまり、ｐ１＋ｔ１＝ｐ２＋ｔ２＝ｐ３＋ｔ３となるようにボトムプレスパット４１の厚さが決められる。このような構成にすることによって、紙容器１の角寸切換えを行なっても、底部折畳み加圧装置４０に取付けられたボトムプレスパット４１でくせ折りされた紙容器１の底部２をマンドレルキャップ２３に押付けて一定の加圧条件が得られ、加圧接着され、再現性のある底部組立ができるものである。

以上のように、本発明の紙容器の底部組立装置は、ボトムブレーカー折込プレート３２を兼用化することにより、紙容器１の角寸切換えに伴う、部品交換作業において、ボトムブレーカー折込プレート３２の交換作業がなくなり、クリアランスγ、δが同一となるような厚さのマンドレルキャップに交換することにより調整作業が簡素化され、切換え作業の時間短縮が可能となった。また、マンドレルキャップ２３の厚さに対応した厚さのボトムプレスパット４１を用いることにより、一定の加圧条件が得られ、底部組立の再現性がはかれ、品質向上が図れるものである。

本発明にかかる紙容器の底部組立装置の一実施形態を示す概略正面図である。図１の平面図である。図１の底部くせ折り装置及び底部折畳み加圧装置を示す拡大正面図である。ボトムブレーカー折込爪の動作を説明する斜視図である。ボトムブレーカー折込プレートの動作を説明する側面図である。ボトムブレーカー折込プレートの動作を説明する側面図である。紙容器の角寸切換えにおいてボトムブレーカー折込プレートとマンドレルキャップとの関係を説明する側面図である。

符号の説明

１紙容器
２底部
３三角パネル
４Ａ、４Ｂボトムフラップ
５角寸
１１カートンフィーダー
２０紙容器底部組立装置
２１マンドレル
２２ターレット
２３マンドレルキャップ
２４、２５ヒーター
２６ガイド装置
２７搬送装置
３０底部くせ折り装置
３１ボトムブレーカー折込み爪
３２ボトムブレーカー折込プレート
３３軸
３４、３５ガイド面
３６スリット
４０底部折畳み加圧装置
４１ボトムプレスパット
Ｑ一停止位置
γ、δ クリアランス
ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃ マンドレルキャップの厚さ
ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃ マンドレルキャップ幅寸法
α₁、α₂、α₃、β₁、β₂、β₃ プレート角度
ｐボトムプレスパットの厚さ

Claims

内面及び外面にヒートシール性樹脂層を有する四角筒状の紙容器の底部組立装置において、マンドレルの先端にマンドレルキャップが交換可能に備えられた複数のマンドレルと、前記マンドレル停止位置の一つに配置され、前記マンドレルに底部を外側にして差込まれ前記マンドレルキャップに保持された紙容器の底部に所定の折りくせを付ける底部くせ折り装置であって、紙容器底部の三角パネルを折り込むために、旋回可能な一対のボトムブレーカー折込爪と紙容器底部のボトムフラップを折り畳むために前記マンドレルキャップの外方から前記マンドレルキャップに向かって移動可能なボトムブレーカー折込プレートを備えた底部くせ折り装置と、該底部くせ折り装置の下流のマンドレル停止位置の一つに配置され、折りくせを付けられた紙容器底部を折畳んで加圧し融着させるためのボトムプレスパットを交換可能に備えた底部折畳み加圧装置とを有する紙容器の底部組立装置であり、四角筒状の紙容器の角寸が異なる紙容器に切替時に前記底部くせ折り装置の前記ボトムブレーカー折込プレートが前記マンドレルキャップに向かって移動し最接近点において前記マンドレルキャップと前記ボトムブレーカー折込プレートとで形成される最小のクリアランスが、一定になるように前記マンドレルキャップのマンドレル軸線方向の厚みを変えた前記マンドレルキャップ及び、前記底部折畳み加圧装置の前記ボトムプレスパットが加圧され、前記マンドレルキャップとで形成されるクリアランスが、一定になるように前記ボトムプレスパットの厚みを変えた前記ボトムプレスパットに交換することを特徴とする紙容器の底部組立装置。