JP2009298486A - ストロー取付方法及びストロー取付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストローが脱落することがなく、ストロー取付装置の構造を簡素化することができ、保守・管理を容易にすることができ、生産性を向上させることができ、ストローの取付強度を高くすることができ、包装容器のコストを低くすることができるストロー取付を提供する。
【解決手段】包材の最外層にラミネート樹脂が使用された包装容器１１を搬送し、連続した線状取付媒体を加熱帯域に送り出して溶融・軟化させ、包装容器１１の搬送方向における所定の位置に設定された取付媒体付着位置において、前記包装容器の器壁に、溶融した取付媒体を付着させ、包装容器の搬送方向における取付媒体付着位置より下流側の所定の位置に設定されたストロー押付位置において、溶融した取付媒体を介してストローを前記器壁に押し付ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、ストロー取付方法及び包装容器にストローを取付ける装置に関するものである。

従来、牛乳、清涼飲料等の液体食品は、一般に、紙基材の外面及び内面が、ポリエチレン樹脂等の樹脂によって被覆されることにより形成された包材から成る包装容器に収容されて製造・販売される。
包装容器には、頂壁が平坦なブリック型、多面体型等の容器、また頂壁が屋根型の容器などがある。このうち、購入者が一度で飲み切ることができる容量を有する包装容器においては、頂壁に注出口が形成され、注出口がプルタブによって覆われるとともに、背壁にストローが収容されたストローパッケージが取付られる。

第２図は、ストローが収容されたストローパッケージが背壁に取付られた包装容器の一例の斜視図である。なお、この明細書において、「ストロー」とは、特段の場合を除き、ストロー本体とその包装（パッケージ）を含むものとする。
この図において、包装容器１１１は液体食品（（図示せず））を収容し、包装容器１１１は頂壁１１２、包装容器１１１の背壁１１３を備え、前記頂壁１１２には、（図示せず）注出口が形成され、該注出口がプルタブ１１５によって覆われる。この場合、消費者は、前記包装容器１１１からプルタブ１１５を引き剥がし、前記注出口に唇を当て、液体食品を直接飲用する。
消費者は、前記背壁１１３に取付されたストローパッケージ１１６からストロー本体１１８を取り出し、該ストロー１１８を前記注出口に挿入して液体食品を飲用する。

従来、前記ストローパッケージ１１６を背壁１１３に取付するためにホットメルト接着剤が使用される。そのために、前もって加熱溶融されタンクに溜めたホットメルト接着剤が、ホットメルトガンに装填され、ホットメルトガンによって前記背壁１１３の所定の箇所に向けて射出され、背壁１１３に付着させられる。そして、ホットメルト接着剤が冷却され、固化する前に、前記ストローパッケージ１１６がホットメルト接着剤に押し付けられる。

特開平２−１５２６３９号公報 特開２０００−０３３３２２号公報

しかしながら、前記従来の包装容器１１１においては、ホットメルト接着剤の融点が約５５〔℃〕であるので、液体食品を加温して販売するホットベンディング販売を行おうとすると、例えば、自動販売機内において、包装容器１１１が加熱されて約５０〜５５〔℃〕に維持されるので、ホットメルト接着剤が軟化し、取付強度が低くなって前記ストローパッケージ１１６が脱落することがある。
そこで、前記ストローパッケージ１１６を、包装容器１１１を構成する包材の最外層に使用される樹脂と同じポリエチレン樹脂等の樹脂によって形成し、ストローパッケージ１１６と背壁１１３とが接触する部分を加熱手段で加熱し各々の最外層樹脂を溶融させ、ストローパッケージ１１６を背壁１１３に取付するようにしたヒートシールによるストロー取付装置が考えられる。なお、通常、ストローパッケージ１１６の上端、下端及び両側がヒートシールされ４点シールが行われる。
この場合、ポリエチレン樹脂等の融点は、自動販売機内の温度より十分に高いので、自動販売機内において包装容器１１１が加熱されても樹脂が溶融することはない。したがって、前記ストローパッケージ１１６が脱落することはない。

ところが、ヒートシールによってストローパッケージ１１６を背壁１１３に取付する場合、ストローパッケージ１１６を背壁１１３に押し付けた状態で樹脂を溶融させるために、押付け機能を備えた加熱手段が必要になるので、パッケージ取付装置の構造が複雑になってしまうだけでなく、パッケージ取付装置の保守・管理が煩わしくなってしまう。
また、ストローパッケージ１１６を背壁１１３に押し付けた状態を所定の時間で維持する必要があるので、パッケージ取付手段の処理速度が低くなり、生産性が低下してしまう。
そして、加熱手段とストローパッケージ１１６とが干渉すると、ストローパッケージ１１６に損傷を与えてしまうので、加熱手段を置く位置に制約が生じる。
また、加熱手段によってストローパッケージ１１６を背壁１１３に押し付けた状態で樹脂を溶融させたときに、ストローパッケージ１１６又は包材が損傷を受けやすい。そこで、前記加熱手段を比較的制約された条件で運転したり、最外層と紙基材との間に接着層が形成された包材を使用したりすることが考えられるが、加熱手段を比較的制約された条件で運転すると、パッケージ取付装置の生産性が低下し、最外層と紙基材との間に接着層が形成された包材を使用すると、包装容器１１１のコストが高くなってしまう。
さらに、背壁１１３が湾曲していることが多いので、加熱手段によって、ストローパッケージ１１６を背壁１１３に均一に押し付けることが困難であり、十分に取付することができない。したがって、ストローパッケージ１１６の取付強度が低くなってしまう。

本発明は、上述の背景に基づきなされたものであり、その目的とするところは、前記従来のストロー取付（方法）装置の問題点を解決して、自動販売機内においてストローが脱落することがなく、ストロー取付装置の構造を簡素化することができ、保守・管理を容易にすることができ、生産性を向上させることができ、ストローの取付強度を高くすることができ、包装容器のコストを低くすることができるストロー取付方法及びストロー取付装置を提供するである。

上記課題は、本発明によるストロー取付方法（装置）により解決される。すなわち、
（ａ）包材の最外層にラミネート樹脂が使用された包装容器を搬送し、
（ｂ）前記樹脂と対応させて選択された材料から成り、かつ、連続した線状取付媒体を加熱帯域に送り出して溶融・軟化させ、
（ｃ）該包装容器の搬送方向における所定の位置に設定された取付媒体付着位置において、前記包装容器の器壁に、溶融した取付媒体を付着させ、
（ｄ）前記包装容器の搬送方向における取付媒体付着位置より下流側の所定の位置に設定されたストロー押付位置において、溶融した取付媒体を介してストローを前記器壁に押し付けることを特徴とするストロー取付方法である。
この発明の好ましい態様において、前記取付媒体は、前記樹脂に対して相溶性を有する樹脂から成る。
この発明の別の好ましい態様において、溶融した取付媒体の点滴を、発射（射出）して器壁に付着させることができる。

本発明によるストロー取付装置は、（ａ）包材の最外層にラミネート樹脂が使用された包装容器を搬送する搬送手段と、
（ｂ）前記樹脂と対応させて選択された材料から成り、かつ、連続した線状取付媒体を加熱帯域に送り出して溶融・軟化させる加熱手段と、
（ｃ）該包装容器の搬送方向における所定の位置に設定された取付媒体付着位置において、前記包装容器の器壁に、溶融した取付媒体を付着させる付着手段と、
（ｄ）前記包装容器の搬送方向における取付媒体付着位置より下流側の所定の位置に設定されたストロー押付位置において、溶融した取付媒体を介してストローを前記器壁に押し付ける押付け手段と
からなる。
この発明の好ましい態様において、前記付着手段には、溶融させられた取付媒体の点滴を、発射して器壁に付着させる発射手段を備えることができる。

第１図は、本発明の実施の形態におけるパッケージ取付装置の一例の概念図である。 第２図は、本発明に適用される包装容器の一例の斜視図である。 第３図は、本発明の実施の形態におけるドラムの斜視図である。 第４図は、本発明の実施の形態における背壁に取付媒体を付着させた状態を示す図である。 第５図は、本発明の実施の形態における取付媒体付着手段の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図、第３図、第４図及び第５図において、包装容器１１は包材を所定の形状に折り曲げることによって形成される。該包材は、紙基材、該紙基材の外面を被覆する最外層、及び前記紙基材の内面を被覆する最内層から成り、必要に応じて前記紙基板と最内層との間に、アルミニウム箔及び無機化合物蒸着フィルム等から成るバリヤ層やその他中間層が形成される。また、前記最外層及び最内層には、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル−コポリマー樹脂等の樹脂が使用される。そして、前記包装容器１１は頂壁７１、前壁７２、背壁７３、側壁７４、７５及び底壁７６を備え、前記頂壁７１には、注出口（図示せず）が形成され、該注出口がプルタブ７７によって覆われる。なお、この態様において、前記背壁７３は、ストローが取付される器壁である。そして、ストローには、ストローパッケージに棒状体としてのストロー本体が収容されている。
また、搬送手段としてのコンベヤ１６は、前記包装容器１１を矢印Ａ方向に一定の速度で搬送する。該コンベヤ１６はコンベヤ用駆動手段（図示せず）を駆動することによって走行する。そして、取付媒体付着手段１２は前記コンベヤ１６の走行方向における所定の位置において、コンベヤ１６に隣接させて配設される。
取付媒体付着手段１２は、取付媒体リール６１を保持する保持部６２、前記取付媒体リール６１から繰り出された取付媒体から成る線状体、すなわち、ストランドＳを加熱して溶融させる加熱手段６３、溶融した取付媒体をノズル口６５から射出するノズル６４、及び取付媒体付着手段用駆動手段（図示せず）を駆動することによって前記ノズル６４を矢印Ｂ方向に移動させるアクチュエータ６６を備える。
前記ノズル６４には、開閉バルブ（図示せず）が配設され、制御部（図示せず）からの射出指令信号に基づいて、前記開閉バルブが開放され、取付媒体が射出される。前記保持部６２、加熱装置６３及びノズル６４によってノズルユニットが構成され、該ノズルユニットは、包装容器１１の高さ方向における少なくとも２箇所に配設され、かつ、ノズルユニットの配置角度は、包装容器１１へのストローパッケージの取付角度に対応させて設定される。

前記加熱装置６３は、例えば、筒状のシーズヒータ（図示せず）を備え、該シーズヒータの一端側からストランドＳを押し込むと、シーズヒータの他端側から溶融させられた取付媒体が排出される。なお、前記シーズヒータに代えて、輻射式ヒータ、熱風ヒータ等を使用することもできる。

前記取付媒体としては、前記包材の最外層に使用される樹脂と対応させて選択された材料、例えば、最外層に使用される樹脂に対して相溶性を有する樹脂が使用される。前記相溶性を有する樹脂は、前記最外層に使用される樹脂と同じ樹脂も含む。なお、この場合、相溶性とは、二つの樹脂を溶融させた状態で互いに押し付けたときに、二つの樹脂が境界面を形成することなく互いに混合する性質をいう。

帯状のストローラダー１３は、リール（図示せず）から繰り出される。該ストローラダー１３は、２枚のシート間に複数のストローを等ピッチで並列に配設し、各ストロー間をヒートシールすることによって形成される。そして、前記ストローラダー１３におけるヒートシールされた部分を切断することによって、各ストロー本体を収容したストローパッケージが形成される。

前記コンベヤ１６の走行方向、すなわち、包装容器１１の搬送方向における所定の位置に取付媒体付着位置Ｓ１が設定され、該取付媒体付着位置Ｓ１に、包装容器１１の後端（第１図における左端）を検出する第１の位置検出センサ２０が配設され、該第１の位置検出センサ２０によって包装容器１１の後端が検出されると、検出信号が前記制御部に送られる。該制御部の取付媒体付着制御手段は、前記検出信号が送られてくると、前記包装容器１１が取付媒体付着位置Ｓ１に到達したと判断し、取付媒体付着タイミングを設定し、取付媒体付着手段１２を作動させる。該取付媒体付着手段１２は、アクチュエータ用駆動手段を駆動することによってアクチュエータ６６をコンベヤ１６側に向けて移動させ、ノズル口６５を背壁７３に近接させ、溶融させられた取付媒体をノズル口６５から射出させ、取付媒体を背壁７３に付着させる。

第４図において、溶融片７８、７９は、背壁７３に付着した取付媒体によって形成される。前記ストランドＳの径は所望に応じて適宜選択変更することができ、例えば、約２〔ｍｍ〕にすると、２〔ｍｍ〕程度の長さ分の取付媒体が背壁７３に付着する。

ストローアプリケータ１５は各ストローパッケージを前記背壁７３に押し付ける。ストローアプリケータ１５は、ストロー供給部２５、カッティング部２６、及びストロー押付手段としての取付部２７を備える。そして、前記ストロー供給部２５は、ドラム用駆動手段（図示せず）を駆動することによって矢印Ｃ方向に間欠的に回転させられるドラム３０、及び該ドラム３０の外周に沿って配設され、ストローラダー１３をドラム３０に対して押さえ付ける押え部材３１、３２を備える。
前記ドラム３０は、シャフト３５によって支持され、互いに距離Ｌを置いて配設された円筒状の第１ドラム３６及び第２ドラム３７から成り、第１ドラム３６及び第２ドラム３７の外周縁には、円周方向における複数箇所に、ストローを保持するための第１の溝４０が等ピッチで形成され、各第１の溝４０間には、ストローラダー１３を切断するための第２の溝４１が等ピッチで、かつ、第１の溝４０より深く形成される。
前記ドラム３０の外周の約半分には、ストローラダー１３が巻き付けられ、該ストローラダー１３はカッティング部２６において刃４５によって切断され、ストローラダー１３から各ストローパッケージが切り離される。そのために、前記カッティング部２６は、前記刃４５を矢印Ｄ方向に移動させるためのアクチュエータ８０を備え、該アクチュエータ８０は前記制御部から切断指令信号が送られると、所定のタイミングで前記刃４５を前進（第１図における右方に移動）させ、ストローラダー１３を切断する。
前記取付部２７は、揺動自在に支持されたアーム本体４６、該アーム本体４６に一端が接続されたシャフト４７、及び該シャフト４７を矢印Ｅ方向において摺動自在に支持する軸受５０を備え、前記アーム本体４６は揺動させられる。そのために、該アーム本体４６と原動軸５１とがクランク５２によって連結され、該クランク５２は、取付用駆動手段（図示せず）を駆動することによって矢印Ｆ方向に回転させられる。前記アーム本体４６の先端には、ストローパッケージを保持するクランプピース４８が取り付けられ、該クランプピース４８は、アーム本体４６の揺動に伴って楕円形に近い循環軌跡を描きながら矢印Ｇ方向に旋回させられる。また、前記アーム本体４６に隣接させてロータリアクチュエータ４９が配設され、該ロータリアクチュエータ４９は、前記ストローパッケージの取付角度を変更するためにクランプピース４８を回動させる。

前記包装容器１１の搬送方向における前記取付媒体付着位置Ｓ１より下流側の所定の位置にストロー押付位置としてのストローパッケージ押付位置Ｓ２が設定され、該ストローパッケージ押付位置Ｓ２に、包装容器１１の後端を検出する第２の位置検出センサ２１が配設され、該第２の位置検出センサ２１によって包装容器１１の後端が検出されると、検出信号が前記制御部に送られる。該制御部のストロー押付制御手段は、前記検出信号が送られてくると、前記包装容器１１がストローパッケージ押付位置Ｓ２に到達したと判断し、ストロー押付タイミングを設定し、取付部２７を作動させる。該取付部２７は、取付用駆動手段を駆動することによってクランク５２を回転させてアーム本体４６を揺動させ、クランプピース４８を旋回させ、ストローパッケージを背壁７３に押し付ける。
次に、前記構成のストロー取付装置（ストローアプリケータ）の動作について説明する。
まず、繰出装置（図示せず）によって、前記リールからストローラダー１３を繰り出し、ストローラダー１３の先端をドラム３０に当てて、ストローを第１の溝４０に押し込んで、ストローアプリケータ部１５を始動する。前記ドラム３０が回転し始めると、該ドラム３０にストローラダー１３が巻き付けられ、ストローラダー１３がドラム３０の回転に伴って刃４５に対応する位置に搬送されると、該刃４５によってストローラダー１３から各ストローパッケージが切り離される。
ストローパッケージは、ドラム３０の回転に伴ってクランプピース４８に対応する位置に搬送されると、クランプピース４８の吸引力によって前記第１の溝４０から取り出され、保持される。続いて、クランプピース４８は、ストローパッケージを保持したまま停止させられる。
一方、包装容器１１の後端が第１の位置検出センサ２０によって検出されると、コンベヤ１６は停止させられ、包装容器１１は取付媒体付着位置Ｓ１に停止させられる。次に、取付媒体付着位置Ｓ１において、ノズル口６５から溶融させられた取付媒体が射出され背壁７３に付着させられ、溶融片７８、７９が形成される。
続いて、コンベヤ１６が走行させられ、包装容器１１は再び搬送される。そして、包装容器１１の後端が第２の位置検出センサ２１によって検出されると、コンベヤ１６は再び停止させられ、包装容器１１はストローパッケージ押付位置Ｓ２に停止させられる。次に、ストローパッケージ押付位置Ｓ２において、溶融片７８、７９が冷却され固化する前に、クランプピース４８によってストローパッケージが背壁７３に押し付けられる。
このようにして、溶融させられた取付媒体を介してストローパッケージを背壁７３に取付することができる。

本実施の形態においては、前述されたように、前記取付媒体として、前記包材の最外層に使用される樹脂と対応させて選択された材料、例えば、包材の最外層に使用される樹脂に対して相溶性を有する樹脂が使用されるようになっているので、取付媒体の融点は、例えば、高圧法低密度ポリエチレン樹脂の場合、約１０６〜１１５〔℃〕であり、自動販売機内の温度（約５０〜５５〔℃〕）より十分に高い。したがって、自動販売機内において包装容器１１が加熱されても、取付媒体が溶融することはなく、ストローパッケージの取付強度を維持することができるので、前記ストローパッケージが脱落することはない。
メタロセン触媒による線形低密度ポリエチレンでは、更に低温で軟化し取付けることができ、作業効率が更に向上させることができる。

また、前記ストローパッケージを背壁７３に押し付けた状態で樹脂を溶融させる必要がない。したがって、加熱手段６３に押付け機能を持たせたり、クランプピース４８に加熱機能を持たせたりする必要がなくなるので、パッケージ取付装置の構造を簡素化することができるだけでなく、パッケージ取付装置の保守・管理を容易にすることができる。
ストローパッケージを背壁７３に押し付けた状態を長い時間で維持する必要がないので、パッケージ取付装置の処理速度が高くなり、生産性を向上させることができる。
クランプピース４８に加熱機能を持たせる必要がなく、しかも、ストローパッケージを背壁７３に押し付けた状態で樹脂を溶融させる必要がないので、ストローパッケージ又は包材が損傷を受けることがない。また、クランプピース４８に加熱機能を持たせる必要がないので、クランプピース４８を置く位置に制約が生じない。したがって、パッケージ取付装置の生産性を向上させることができる。
最外層と紙基材との間に接着層が形成された包材を使用する必要がないので、包装容器１１のコストを低くすることができる。
溶融片７８、７９を介してストローパッケージが背壁７３に押し付けられるので、溶融させられた取付媒体が盛り上げられる。したがって、背壁７３が湾曲していても、ストローパッケージを十分に取付することができ、ストローの取付強度を高くすることができる。

本実施の形態においては、取付媒体付着手段１２において取付媒体から成るストランドＳが使用されるが、ストランドＳを使用することなく、取付媒体を背壁７３に付着させることができる。例えば、取付媒体としてペレットを使用し、該ペレットを押出機によって溶融させ、所定の量だけ押し出したり、前記ペレットを射出機によって溶融させ、所定の量だけ射出したりすることもできる。また、溶融させられた取付媒体をギヤポンプ等によって所定の量だけ圧送し、転写ホイールによって転写することもできる。
なお、本発明は前記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。

第5図に、別の態様のストロー取付装置の付着手段の一例を示す。
この態様の取付装置は、連続した線状取付媒体６１（Ｓ）を加熱手段６３の加熱帯域に送り出して溶融・軟化させ、溶融した取付媒体の点滴６８をノズル６４から発射して容器１１の器壁に付着させる発射手段６７とを備える。
この態様において、加熱手段と発射手段とを兼ねる手段として超音波加熱装置を用いることもできる。

ストロー取付方法及び包装容器にストローを取付ける装置は、牛乳、清涼飲料等の液体食品が収容された包装容器に適用され、飲料などの製造に利用される。

Claims (5)

1. （ａ）包材の最外層にラミネート樹脂が使用された包装容器を搬送し、
   （ｂ）前記樹脂と対応させて選択された材料から成り、かつ、連続した線状取付媒体を加熱帯域に送り出して溶融・軟化させ、
   （ｃ）該包装容器の搬送方向における所定の位置に設定された取付媒体付着位置において、前記包装容器の器壁に、溶融した取付媒体を付着させ、
   （ｄ）前記包装容器の搬送方向における取付媒体付着位置より下流側の所定の位置に設定されたストロー押付位置において、溶融した取付媒体を介してストローを前記器壁に押し付けることを特徴とするストロー取付方法。
2. 前記取付媒体は、前記樹脂に対して相溶性を有する樹脂から成る請求項１に記載のストロー取付方法。
3. 溶融させられた取付媒体の点滴を、発射して器壁に付着させる、請求項１に記載のストロー取付方法。
4. （ａ）包材の最外層にラミネート樹脂が使用された包装容器を搬送する搬送手段と、
   （ｂ）前記樹脂と対応させて選択された材料から成り、かつ、連続した線状取付媒体を加熱帯域に送り出して溶融・軟化させる加熱手段と、
   （ｃ）該包装容器の搬送方向における所定の位置に設定された取付媒体付着位置において、前記包装容器の器壁に、溶融させられた取付媒体を付着させる付着手段と、
   （ｄ）前記包装容器の搬送方向における取付媒体付着位置より下流側の所定の位置に設定されたストロー押付位置において、溶融した取付媒体を介してストローを前記器壁に押し付ける押付け手段と
   からなることを特徴とするストロー取付装置。
5. 前記付着手段には、溶融させられた取付媒体の点滴を、発射して器壁に付着させる発射手段を備える請求項4記載のストロー取付装置。