JP2012086961A

JP2012086961A - リール状包材

Info

Publication number: JP2012086961A
Application number: JP2010236153A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Sagawa; 大輔佐川
Original assignee: Nihon Tetra Pak KK
Current assignee: Nihon Tetra Pak KK
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】充填機において複数のリール部に亘って巻かれた一組の包材を連続的に繰出す紙容器用のリール状包材の技術を提供する。
【解決手段】リール状包材３は第一リール部Ａと第二リール部Ｂで成る。最初に、第一リール部Ａに包材４をコア部から矢印Ｆの方向に所定長さ捲き付けて直径Ｇとし、次に、包材４を矢印Ｆと逆方向に反転し折返し部Ｐで９０度に折返す。さらに、包材４は第一リール部Ａの側面に沿って第二リール部Ｂのコア部３ｂに至り、コア部３ｂの表面で包材４は矢印Ｆと同方向に反転し折返し部で９０度に折返す。そして、包材４を第一リール部Ａと平行に矢印Ｆ方向にコア部３ｂに捲き付ける。ここで、包材４は第一リール部Ａの折り返し部Ｐから第二リール部Ｂのコア部３ｂに向かって間隔Ｋで離れるように傾斜する。リール状包材３は第二リールＢから先に繰出して使用する。
【選択図】図６

Description

本発明は液体食品用の紙容器充填装置に用いるリール状包材に関し、詳しくは液体食品を充填した筒状包材から紙容器を成形する充填機の包材供給性が向上するリール状包材に関する。

従来、ジュースや牛乳などの液体食品を充填する紙容器の成形に用いるリール状包材に関する従来技術として特許文献１に掲載の内容が知られている。図８に示すように、充填機の包材繰出部３０から繰出される帯状の包材３２は、詳細図示しないが、長手方向に縦シール部でチューブ状に形成して内容液を充填し、所定間隔毎に横シール部で密封して分割切断することで枕状の原型容器を形成し、この原型容器が熱風を介して固着して直方体形状の紙容器が形成される。

特開平２００２−３０７５７５号公報

ところが、紙容器を連続して製造するために、繰出す包材が残り少なくなった時点で、新しい包材を連結する必要がある。このため、包材繰出部３０において、リール受部３１から使用中の帯状の包材３２の終端部３２ａを取出して紙継機３３のテーブル３４に載置し、次の新しいリール３５の包材３５ｂの先端部３５ａを重ねて互いをスプライスして連結した後に、新しいリール３５をリール受部３１に収納する。これによって、充填機を止めることなく包材３５ｂを連続して繰出すことができる。

新旧の包材を連結する場合に紙容器表面のデザインがずれない様に位置合わせする必要があるので手間と時間が掛かるため熟練が必要であった。このため、自動紙継ぎ装置（ＡＳＵ）を使用することはできるがＡＳＵは高価な装置なのでコストが掛かるという問題があった。さらに、この継ぎ目を含む紙容器は充填後に廃棄するので製品ロスが生じるという問題があった。そこで、本発明はかかる従来技術の問題に鑑みなされたものであって、熟練性が不要で手間と時間を掛けずに包材を連続的に繰出して紙容器を形成し製品コストが減少するリール状包材を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、紙基材の内外面に熱可塑性樹脂を備えて成る包材を筒状にして内容液を充填し、横シール部でシール且つ切断して枕状の原型容器を連続形成した後、この原型容器のフラップ部を折込み熱圧着でそれぞれ頂面と底面を形成して成る紙容器の成形装置に用いるリール状包材である。そして、前記リール状包材は円筒のコア部に包材が捲かれた複数のリール部から成り、この複数のリール部に亘って一組の包材が連続的に巻かれることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のリール状包材であって、前記包材が第一リール部のコア部からリール外周部に至って巻かれた後、折返して第一リール部の側面に沿って隣接する第二リール部のコア部に至り、この第二リール部のコア部で第一リール部と同じ巻き方向に折返して第一リール部の側面と平行にリール外周部に至って巻かれることを繰返して複数のリール部に亘って包材が連続的に巻かれることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、紙容器の成形装置に用いるリール状包材は円筒のコア部を備える複数のリール部から成り、この複数のリール部に亘って一組の包材が連続的に巻かれるので、紙容器を連続して製造する際に、一本のリール部から繰出される包材の残りが少なくなった状態でも、包材が隣接するリール部に連続するので、別途新しいリールを用意して包材を連結する必要がない。このため、包材供給性が向上し、新旧のリールを連結する場合のデザイン位置合わせの作業も不要で、継ぎ目もないので製品ロスがなくなり製品コストが低減する。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載のリール状包材であって、前記包材が複数のリール部に亘って連続的に巻かれる。その巻き方は、包材が第一リール部のコア部からリール外周部に至って巻かれた後、折返して第一リール部の側面に沿って第二リール部のコア部に至り、この第二リール部のコア部で第一リール部と同じ巻き方向に折返して第一リールの側面と平行にリール外周部に至って連続的に巻かれる。このように簡単な巻き方を繰返すことで複数のリール部に亘って継ぎ目がなくなるので請求項１の効果と同様の効果を確実に得ることができる。

本発明の実施形態における、二組のリール部Ａ、Ｂに連続して捲かれたリール状包材３のリール部Ｂから先に包材４を繰出し、縦シール部５で筒状に形成して内容液７を充填し、直方体形状の紙容器１１に形成する充填機の製造状態を示す斜視図である。本発明の実施形態における、一対のフラップ部１１ａを側面１４ｃ、１４ｄに、他の一対のフラップ部８ｂを底面１３に、それぞれ固着して成る紙容器１１の斜視図である。本発明の実施形態における、紙容器１を形成する帯状の包材４の展開平面図である。本発明の実施形態における、図３のＥ−Ｅ断面図で、帯状の包材４の断面構成図である。本発明の実施形態における、リール部Ａのコア部３ａに帯状の包材４を巻いた後に、リール部Ｂのコア部３ｂに包材４を連続して巻き始める状態を示す斜視図である。本発明の実施形態における、第一リール部Ａから第二リール部Ｂに帯状の包材４を連続して捲いた状態を示す斜視図である。本発明の実施形態における、（ａ）は図５における帯状の包材４の状態を切取り示したもので、第二リール部Ｂの包材４を繰出した後で第一リール部Ａから包材４を連続的に繰出す際に、帯状の包材の折返し部Ｐ、Ｑが矢印Ｒ方向に回転開始する状態を示す斜視図、（ｂ）は帯状の包材４の折返し部Ｐ、Ｑの矢印Ｒ方向への回転に連動して捩れがなくなった状態を示す斜視図である。従来例における、充填機の包材繰出部３０において、リール受部３１から使用中のリール端部３２を取出して終端部３２ａを紙継機３３のテーブル３４に載置し、新しいリール３５の先端部３５ａを重ねて互いをスプライスする状態を示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
＜リール状包材の構成＞

図１に示すように、充填機１の詳細図示しない繰出機２に装着したリール状包材３は第一リールＡから第二リールＢに包材４を連続で巻いて形成され、包材４は第二リールＢから繰出される。包材４は内外面に熱可塑性材料層を備える帯状で、図示しない複数のガイドローラーに案内され、上方から下方に搬送しながら両側端部４ａ、４ｂを寄せ重ねて熱圧着により縦シール５で筒状に形成される。そして、この筒状部６に充填パイプ７を介して連続的に内容液８が充填される。なお、筒状部６における縦シール５の内面側の側端部５ａは図示しないストリップテープで熱圧着により覆われるので内容液８に触れることはない。

筒状部６は紙容器一個分に相当する位置において遂次横シール部９で密封し、この横シール部９の中間を横切断することで連続的に枕状の原型容器１０が形成される。原型容器１０は図示しない成形装置でフラップ部１１ａを折込み熱圧着により頂面と底面をそれぞれ形成して外形直方体の紙容器１１に形成される。

リール状包材３は円筒のコア部３ａ、３ｂにそれぞれ巻かれた第一リールＡと第二リールＢから成り、第一リールＡから第二リールＢに亘って一組の包材４が継ぎ目なく連続的に巻かれ、第二リールＢから包材４を繰出す。第一リールＡと第二リールＢは同時に回転しながら、第二リールＢの包材４がすべて繰出されると同時に次の第一リールＡの包材４が連続的して繰出すことができる。ここで、第一リールＡの包材４が繰出し開始となるタイミングで、第一リールＡは矢印Ｙで示すように第二リールＢの繰出し位置に図示しない手段によって横移動する。

図２に示すように、紙容器１１は頂面１２、底面１３、四側面１４（正面１４ａ、裏面１４ｂ、側面１４ｃ、側面１４ｄ）で外観が直方体形状である。頂面１２の横シール部９の両端がフラップ部１１ａとして側面１４ｃ、側面１４ｄにそれぞれ折込んで熱圧着で固着される。同様に、底面１３には図示しない横シール部の両端がフラップ部１１ａとして折込まれて熱圧着で固着される。

図３に示すように、帯状の包材４には紙容器１１を成型容易とするための複数の折り目が形成される。紙容器１１の一個分に該当する領域Ｃにおいて、縦方向の折り目１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、横方向の折り目１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、斜め方向の８本の折り目１８が形成される。紙容器１１の裏面１４ｂ側の頂面１２に該当する領域に内容液を注ぐための円形の開口予定部１９が形成される。

そして、縦方向の折り目１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、横方向の折り目１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、及び斜め方向の複数の折り目１８を折込んで、矩形の頂面１２と底面１３と四側面１４から成る外観直方体形状の紙容器１１が形成される。

図４に示すように、包材４の構成は、外側から内側にかけて順に、外側層４ａ、紙基材４ｂ、接着層４ｃ、バリヤー層４ｄ、二層の内側層４ｅから成り、紙基材４ｂの外側面にデザイン等４ｆが予め印刷される。外側層４ａ、内側層４ｅは低密度ポリエチレン樹脂、接着層４ｃはポリエチレン或いはエチレン共重合体等の樹脂、バリヤー層４ｄはアルミ箔等で形成される。開口予定部１９は開口容易とするために紙基材４ｂが円形状に切り抜かれる。

＜リール状包材の形成手順＞
上記、リール状包材３は第一リール部Ａと第二リール部Ｂに対して一組の包材４が連続的に捲かれるが、最初に第一リールＡに包材４を捲いた後に連続して第二リール部Ｂに包材４が巻かれる。図５、図６を用いてその詳細を説明する。

図５に示すように、第一リールＡは包材４がコア部３ａから矢印Ｆの方向に所定長さ捲き付けられて直径Ｇとなる。ここで、第一リールＡの表面側にデザイン等が印刷される。次に、包材４を矢印Ｆと逆方向に反転して折返し部Ｐで９０度に折返し、包材４を折返し部Ｐから第一リールＡの側面４ａに沿って第二リール部Ｂ用のコア部３ｂの表面まで延ばす。

コア部３ｂの表面で包材４を矢印Ｆと同方向に反転して９０度に折返して折返し部Ｑが形成される。折返し部Ｑから、図６に示すように、包材４をコア部３ｂに第一リールＡと平行に間隔Ｋで矢印Ｆ方向に所定長さ捲き付けて直径Ｇとなり、第一リールＡと第二リール部Ｂからなるリール状包材３が形成される。より詳しくは、折返し部Ｐから第二リール部Ｂのコア部３ｂに向かう包材４は、第一リール部Ａの側面４ａからコア部３ｂに亘って徐々に間隔Ｋまで傾斜して離れる。このように、第一リール部Ａの包材４と第二リール部Ｂの包材４は連続して同じ長さで捲き付けられて同直径Ｇとなり、二組のリール部Ａ、Ｂで成るリール状包材３が形成される。

ここで、第一リール部Ａのコア部３ａと第二リール部Ｂのコア部３ｂを安定して連結するために、コア部３ａとコア部３ｂを連通する図示しないシャフトによってガタなく安定して保持される。
＜リール状包材の作用＞

図７（ａ）に示すように、第二リール部Ｂの包材４が繰出された状態で、第二リール部Ｂから第一リール部Ａに亘る包材連結部４ｃは二箇所の折返し部Ｐ、Ｑで捩れた状態である。ところが、二箇所の折返し部Ｐ、Ｑは互いが対称的に捩れているので、包材４が繰出される力によって矢印Ｒに示すように、折返し部Ｐ、Ｑは自動的に反転して、図７（ｂ）に示すように捩れのない包材４となる。このため、第二リール部Ｂから第一リール部Ａに亘る領域の包材連結部４ｃの領域の包材は捩れることなく連続して繰出すことができる。なお、好ましくは、包材連結部４ｃの領域の包材の反転状況はオペレーターの確認も合わせて実施すると更に確実である。

このように、第一リール部Ａと第二リール部Ｂに対して一組の包材４が連続的に捲かれたリール状包材３であれば、長時間スプライスが不要になるので、包材供給性が向上し、歩留まりの向上が得られるとともに、充填機の運転コストが減少し充填機の装置としてのコスト削減にも繋がる。複数のリール部によって次の包材へのスプライスまで時間的余裕が生じるので充填機の作業効率が向上する。

二箇所の折返し部Ｐ、Ｑは充填機内において紙容器１１に形成されるまでの間に、充填機内に配置された多数のガイドローラーを通過するので当該部の折り目は平坦化されるので製品として使用可能であるが、必要に応じて該当部を含む紙容器は製品とせず廃棄される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。たとえば、複数のリール部を繋ぐ方法は普通の熱接着やテープを使ったスプライスにも応用できる。この場合、包材をリールの軸方向に余裕を持たせて確保しコア部で９０度折返して巻き始める。これにより、リール状包材３を使い切る前から包材の終端を確保できるので余裕を持ってスプライスすることができる。

リール状包材３は三組以上の複数リール部の構成にもできる。リール状包材３はリール部の直径が異なる複数リール部に対しても可能で、その直径が大径から小径に至る順番に巻いて連結することができる。充填液が同じ場合にはデザインの異なる包材を連結した複数リール部の構成も可能である。第一リールＡの包材が繰出し開始のタイミングで、第一リールＡを第二リール部Ｂの繰出し位置に横移動するのは、自動でもオペレーターによる手動でも行うことができる。第一リール部Ａと第二リール部Ｂを安定して連結保持するために、一組の長尺のコア部を使用することもできる。紙容器は筒部断面が八角形で頂部と底部が矩形形状の容器等色んな容器形状に適用できる。また、筒状部と底部が紙基材で上面部分がポリエチレン製の複合素材で成る容器においても、筒状部と底部を形成する帯状の包材に対して適用できる。

なお、本発明は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。

この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。

３リール状包材
３ａコア部
３ｂコア部
４包材
４ａ側面
Ａ第一リール部
Ｂ第二リール部
Ｇ直径
Ｋ間隔
Ｐ折り返し部
Ｑ折り返し部

Claims

紙基材の内外面に熱可塑性樹脂を備えて成る包材を筒状にして内容液を充填し、横シール部でシール且つ切断して枕状の原型容器を連続形成した後、この原型容器のフラップ部を折込み熱圧着でそれぞれ頂面と底面を形成して成る紙容器の成形装置に用いるリール状包材であって、
前記リール状包材は円筒のコア部に包材が捲かれた複数のリール部から成り、この複数のリール部に亘って一組の包材が連続的に巻かれることを特徴とするリール状包材。
請求項１に記載のリール状包材であって、前記包材が第一リール部のコア部からリール外周部に至って巻かれた後、折返して第一リール部の側面に沿って隣接する第二リール部のコア部に至り、この第二リール部のコア部で第一リール部と同じ巻き方向に折返して第一リールの側面と平行にリール外周部に至って巻かれること繰返して複数のリール部に亘って包材が連続的に巻かれることを特徴とするリール状包材。