JP3958650B2 - インモールドラベリング方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプラスチック容器などの射出成形品の表面に予め印刷されたラベルシートを一体に成形するためのインモールドラベリング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック容器などの樹脂成形品の表面に直接印刷をしようとすると、インクの乗りが悪い等の理由から良い色を出すことが難しく、また、成形品表面が曲面等をなす場合には、印刷自体が難しいという問題があった。
【０００３】
このため、鮮やかな色を出すために、紙等のシートに予め印刷し、このシートを容器に貼り付けることが行われている。しかし、容器の成形後にシートを貼り付けるのは、手間がかかると共に、剥がれる虞れがあるという問題があった。
【０００４】
そこで、予め印刷されたラベルシートを金型内に配置して、成形用樹脂を射出成形することにより、表面にラベルシートが付着した成形品を製造するインモールドラベリング方法が行われている。
【０００５】
このインモールドラベリング方法においては、ラベルシートをハンドの片面に吸着保持しておき、射出成形用金型が開いたときにハンドを金型間に侵入させ、吸着保持したラベルシートを金型内面に当接させてハンドでの吸着を解除すると共に、金型内面に設けた吸引口を通してラベルシートを吸着させて、ラベルシートを金型内面に保持させるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のインモールドラベリング方法では、金型内面に設けたスリット状の吸引口を通して、ラベルシートを真空吸着する手段を採用しているので、使っている間にスリットが詰まり、吸引力が落ちて、ラベルシートが落下したり、ずれたりして不良品発生率が高くなることがあった。このため、定期的に金型を分解して清掃しなければならず、作業時間が増えるという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、長期間に亘ってラベルシートを金型内面に確実に吸着させることができ、メンテナンスが容易になるようにしたインモールドラベリング方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインモールドラベリング方法は、予め印刷されたラベルシートを金型内に配置して、成形用樹脂を射出成形することにより、表面にラベルシートが付着した成形品を製造するインモールドラベリング方法において、
軸方向にスライドする支軸を介して該支軸を中心に回動可能に取付けられ、射出成形用の一対の金型間に進退動作するハンドと、このハンドの一方の面に設けられた前記ラベルシートの吸着手段及び帯電手段と、前記ハンドの他方の面に設けられた成形品の吸着手段と、前記金型を挟んで前記ハンドに対向する位置に配置され、前記ハンドが前記金型間に侵入するとき、前記ハンドの先端部から前記支軸とほぼ同軸的に突き出された一本の軸を受け入れて保持する受け孔が形成された支持部材とを有するインモールドラベリング装置を用い、
前記金型が開いたときに上記ハンドを前記金型間に侵入させて、前記ハンドの軸を前記支持板の受け孔に嵌入させ、
前記ラベルシート吸着手段に保持されたラベルシートを前記帯電手段によって帯電させて、前記金型の一方の内面に当接又は近接させると共に、前記ラベルシート吸着手段の吸着を解除して、前記ラベルシートを前記金型の一方の内面に静電気的に吸着させ、
それと同時に、前記金型の他方の内面に保持された成形品に前記成形品吸着手段を当接又は近接させて、前記成形品を吸着保持して取出し、
次いで前記ハンドを金型間から退避させることを特徴とする。
【０００９】
上記インモールドラベリング方法によれば、ラベルシートを静電気によって金型内に吸着させるようにしたので、金型に吸引口を設ける必要がなく、通常の金型を使用することができる。また、長期間に亘ってラベルシートを金型内面に確実に吸着させることができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００１１】
更に、金型が開いたときにハンドを金型間に侵入させて、開いた一方の金型の内面には前記ラベルシートを吸着保持させ、他方の金型の内面からは前記成形品吸着手段によって成形品を取出すことができ、作業性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明のインモールドラベリング装置は、軸方向にスライドする支軸を介して該支軸を中心に回動可能に取付けられ、開閉動作する射出成形用の一対の金型間に進退動作するハンドを備え、このハンドの一方の面にはラベルシートの吸着手段及び帯電手段が設けられ、前記ハンドの他方の面には成形品の吸着手段が設けられ、前記ハンドの先端部には前記支軸とほぼ同軸的に一本の軸が突き出されて設けられており、
前記金型を挟んで前記ハンドに対向する位置には、前記ハンドが前記金型間に侵入するとき、前記ハンドの軸を受け入れて保持する受け孔が形成された支持部材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
上記インモールドラベリング装置によれば、ハンドの一方の面に設けた吸着手段でラベルシートを吸着保持させて、金型が開いたときに上記ハンドを金型間に侵入させ、ハンドの一方の面に設けた帯電手段によってラベルシートを帯電させ、次いでラベルシートを一方の金型の内面に当接又は近接させると共に、前記ラベルシート吸着手段による吸着を解除することにより、ラベルシートを金型内面に静電気的に吸着させることができる。
【００１５】
また、ハンドの侵入方向先端部が、金型を挟んで前記ハンドに対向する位置に配置された支持部材に支持されるので、ハンドの位置が安定し、一方の金型内面へのラベルシートの取付け位置や、他方の金型内面からの成形品の取出し位置などを正確に決めることができ、誤動作を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜１４には、本発明によるインモールドラベリング方法及び装置の一実施形態が示されている。図１は同装置の全体を示す概略斜視図、図２は同装置におけるラベルシートの吸着手段及び帯電手段を示す斜視図、図３は同ラベルシートの吸着手段及び帯電手段を示す側面図、図４は同装置におけるハンドの侵入方向側から見た説明図、図５は同装置におけるハンドのラベルシート保持面側から見た説明図、図６は同装置によってラベルシートを吸着する状態の平面図、図７は同装置によってラベルシートを吸着した後、ハンドを回動させた状態の平面図、図８は同装置によってハンドを金型間に侵入させた状態を示す平面図、図９は同装置によって侵入したハンドに保持されたラベルシートを一方の金型内面に吸着させ、他方の金型内面から成形品を取出す状態を示す平面図、図１０は同装置によって侵入したハンドに保持されたラベルシートを一方の金型内面に吸着させ、他方の金型内面から成形品を取出した後の状態を示す平面図、図１１は同装置によってハンドを金型間から後退させる状態を示す平面図、図１２は同装置によって取出した成形品をコンベヤに置く状態を示す平面図、図１３はラベルシートの一例を示す斜視図、図１４はラベルシートをインサート成形した容器の蓋を示す斜視図である。
【００１７】
図１３に示すように、本発明で使用するラベルシート１０は、紙、合成樹脂、ラミネート紙などのシートに印刷１１が施されたものからなっている。上記シートの材料は、印刷が可能で、成形用樹脂に対して、成形時における溶着が可能なものであれば特に限定されないが、合成樹脂フィルムの表面を化学的あるいは物理的に処理して、筆記性、印刷性、不透明性などを改良した合成紙が好ましく採用される。また、基層の両面に紙状層を形成した三層等の構造からなるラミネート合成紙であってもよい。このような合成紙は、既に各社から市販されており、例えば「ユポ」（商品名、王子油化製）などを用いることができる。
【００１８】
図１４に示すように、このラベルシート１０は、後述するインモールドラベリング方法により成形品１２の表面に溶着されて一体成形される。その結果、ラベルシート１０を貼り付ける手間が省略され、成形後に貼り付けた場合に比べて、仕上がりもきれいで自然になる。なお、成形品１２の成形用樹脂としては、射出成形が可能な熱可塑性樹脂で、上記ラベルシート１０に溶着可能なものであれば特に限定されないが、例えば容器などの場合には、ポリプロピレンが好ましく使用される。
【００１９】
次に、本発明のインモールドラベリング装置の一実施形態を説明する。
図１及び図６〜１２に示すように、このインモールドラベリング装置は、射出成形用金型２０を有している。金型２０は固定金型２１と可動金型２２とで構成され、固定金型２１と可動金型２２とが閉じたときに、ノズル２３が固定金型２１に設けたゲート２４に当接し、溶融樹脂が金型内に射出される。そして、固定金型２１と可動金型２２とが開くと、固定金型２１側に成形品が残っているので、これをハンド３０で取出すようになっている。
【００２０】
金型２０の固定プラテンに水平アーム３１が連設されており、この水平アーム３１に設けたレール３２に沿ってスライダ３８が移動可能に取付けられている。水平アーム３１にはサーボモータ３４によって回転する図示しないボールネジが内蔵されており、上記スライダ３８はこのボールネジに螺合しており、サーボモータ３４の作動により、上記レール３２に沿って移動するようになっている。また、このスライダ３８に設置されたエアシリンダ３７によって昇降ベース３３が昇降可能に取付けられている。
【００２１】
昇降ベース３３には、図示しない支軸を介してハンド３０が取付けられている。また、昇降ベース３３の後部にはエアシリンダ３５が取付けられており、このエアシリンダ３５は上記支軸を軸方向にスライドさせて、ハンド３０を金型２０に向けて進退動作させるようになっている。また、昇降ベース３３の前部には、ロータリアクチュエータ３６が取付けられており、このロータリアクチュエータ３６は、上記支軸を中心にしてハンド３０を回動させるようになっている。
【００２２】
上記ハンド３０は、図４に示すように、上記昇降ベース３３から伸びる図示しない支軸に連結された基板４０と、この基板４０にスペーサ４１を介して平行に取付けられたサブ基板４２とからなるフレームを有している。そして、基板４０とサブ基板４２とに対して垂直に設置された複数のガイドスリーブ４３に挿入されたガイド棒４４を介して、基板４０のサブ基板３２側には、シート保持基板４５が取付けられている。このシート保持基板４５には、同じく基板４０及びサブ基板４２に設置されたエアシリンダ４６の作動ロッドが連結されており、このエアシリンダ４６によって、シート保持基板４５がガイド棒４４の軸方向に押出されたり、引き込んだりするようになっている。
【００２３】
また、基板４０の反対側には、同じく基板４０とサブ基板４２とに対して垂直に設置された複数のガイドスリーブ４７に挿入されたガイド棒４８を介して、成形品保持基板４９が取付けられている。この成形品保持基板４９には、基板４０及びサブ基板４２に設置されたエアシリンダ５０の作動ロッドが連結されており、このエアシリンダ５０によって、成形品保持基板４９がガイド棒４８の軸方向に押出されたり、引き込んだりするようになっている。
【００２４】
シート保持基板４５には、前記ラベルシート１０の周縁部に当接できるように環状に配列された複数の吸着パッド５１が、吸着するラベルシート１０の枚数に応じて複数組取付けられている。図２に示すように、各組の吸着パッド５１は、ラベルシート１０の周縁部に当接するように３つずつ配置されており、この３つの吸着パッド５１の中央に円盤状の部材５２が設置されており、この円盤状の部材５２に複数本の放電針５３が取付けられている。放電針５３には、図示しない電気回路によって直流電圧が印加され、この放電針５３に近接配置されるラベルシート１０が帯電するようになっている。
【００２５】
成形品保持基板４９には、複数の吸着パッド５５が取付けられている。この吸着パッド５５は、可動金型２２に支持された成形品に当接するように環状に配列されており、この環状に配列された組が可動金型２２から１度に取出される成形品の数に応じて複数組設けられている。
【００２６】
ハンド３０の先端部には、軸６０が突き出している。そして、金型２０を挟んで、上記ハンド３０に対向する位置に、固定金型２１に連接された支持板６１が配置されている。そして、この支持板６１には、ハンド３０が固定金型２１と可動金型２２との間に侵入するとき、上記軸６０の先端を受け入れて保持する受け孔６２が形成されている。
【００２７】
また、水平アーム３１の側方には、ハンド３０のシート保持基板４５の吸着パッド５１にラベルシート１０を渡したりするためのテーブル７０が設置されている。更に、このテーブル７０に隣接して、製品取出し用のコンベヤ７１の始端部が、搬送方向を水平アーム３１と直交させて配置されている。
【００２８】
次に、上記インモールドラベリング装置を用いた本発明のインモールドラベリング方法の一実施形態を説明する。
【００２９】
まず、固定金型２１の個々のキャビティには、前回の取出し工程の際に装着されたラベルシート１０がそれぞれ吸着保持されている。この状態で、図６に示すように、固定金型２１及び可動金型２２が閉じ、ノズル２３が固定金型２１のゲート２４に当接して、例えばポリプロピレンなどの溶融した熱可塑性樹脂が射出され、金型２０のキャビティ空間に充填される。その結果、金型２０のキャビティ空間内で目的とする成形品が形成される。
【００３０】
このとき、ハンド３０は、ロータリアクチュエータ３６によって、シート保持基板４５が下方に向くように回動し、その状態でエアシリンダ３７の作動により昇降ベース３３が下降して、テーブル７０上に設置された複数枚のラベルシート１０に、シート保持基板４５の吸着パッド５１が近接し、吸着パッド５１の吸引力によってラベルシート１０が吸着される。その後、昇降ベース３３は元の位置に上昇する。
【００３１】
次に、図７に示すように、固定金型２１と可動金型２２とが開き、ハンド３０は再び回動して、シート保持基板４５及び成形品保持基板４９がそれぞれ垂直に配置された状態になる。
【００３２】
この状態で、図８に示すように、サーボモータ３４によって水平アーム３１内に配置された図示しないボールネジが回転し、このボールネジに螺合するスライダ３８が水平アーム３１に沿って移動する。それと共に、エアシリンダ３５の作動によってハンド３０の支軸が押出され、ハンド３０が固定金型２１と可動金型２２との間に高速で侵入する。このとき、ハンド３０先端の軸６０が、支持板６１の受け孔６２に嵌入し、ハンド３０が正確に位置決めされてしっかりと保持される。
【００３３】
そして、図９に示すように、取付けハンド３０のエアシリンダ４６（図４参照）の作動によってシート保持基板４５が固定金型２１の内面に向けて押出され、それと同時に、エアシリンダ５０の作動によって成形品保持基板４９が可動金型２２の内面に向けて押出される。本発明では、前記のようにハンド３０先端の軸６０を支持板６１の受け孔６２に嵌入させ、ハンド３０を安定支持したことによって、シート保持基板４５と成形品保持基板４９と同時に押出しても、ブレることがなく、正確に金型２１、２２に侵入させることができる。この結果、動作時間の短縮を図り、生産性を向上させることができる。
【００３４】
このとき、シート保持基板４５の吸着パッド５１には、前記のようにラベルシート１０が吸着保持されている。このラベルシート１０は、前記放電針５３に印加される電圧によって帯電される。そして、ラベルシート１０が固定金型２１のキャビティ内面に当接又は近接すると、吸着パッド５１による吸着が解除され、上記帯電による静電気的な吸着力によって、ラベルシート１０が固定金型２１のキャビティ内面に吸着保持される。その後、エアシリンダ４６の作動でシート保持基板４５が再び元の位置に復帰する。
【００３５】
また、成形品保持基板４９が可動金型２２の内面に近接すると、吸着パッド５５が成形品の表面に当接又は近接する。そして、吸着パッド５５の吸引力によって成形品が吸着され、エアシリンダ５０の作動によって成形品保持基板４９が再び元の位置に復帰すると、吸着パッド５５に吸着された成形品が可動金型２２から抜き出される。
【００３６】
図１０は、こうしてラベルシート１０を固定金型２１の内面に吸着保持させ、成形品１２を成形品保持基板４９の吸着パッド５５に吸着して取出した状態を示している。
【００３７】
そして、図１１に示すように、水平アーム３１内に配置された図示しないボールネジが前記と逆方向に回転し、このボールネジに螺合するスライダ３８が水平アーム３１に沿って金型２０から離れるように後退する。それと共に、エアシリンダ３５の作動によってハンド３０の支軸が引き込まれ、ハンド３０が固定金型２１と可動金型２２との間から高速で抜き出される。
【００３８】
こうしてハンド３０は、固定金型２１と可動金型２２との間から元の位置に向けて後退するが、その途中で、コンベヤ７１上に位置するとそこで停止する。そして、図１２に示すように、成形品が保持された成形品保持基板４９が回動して、その成形品保持面を下方に向ける。更に、昇降ベース３３がエアシリンダ３７の作動によって下降し、ハンド３０に保持された成形品１２が、コンベア７１上に設置される。その状態で上記吸着パッド５５による吸着が解除され、成形品１２がコンベヤ７１上に載置されて搬送される。
【００３９】
その後、昇降ベース３３が元の位置に上昇し、その状態でハンド３０が水平アーム３１に沿って移動し、元の位置に戻る。そして、ハンド３０が再び回動して、シート保持基板４５が下方を向いた状態になり、図６に示した状態に戻る。
【００４０】
こうして形成された成形品１２は、図１４に示すように、ラベルシート１０が成形品１２の表面に溶着されて一体成形されている。その結果、ラベルシート１０を貼り付ける手間が省略され、成形後に貼り付けた場合に比べて、仕上がりもきれいで自然になる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予め印刷されたラベルシートを、金型内に配置して一体成形する際に、ラベルシートを静電気によって金型内に吸着させるようにしたので、金型に吸引口を設ける必要がなく、通常の金型を使用することができる。また、長期間に亘ってラベルシートを金型内面に確実に吸着させることができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるインモールドラベリング装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】 同装置におけるラベルシートの吸着手段及び帯電手段を示す斜視図である。
【図３】 同ラベルシートの吸着手段及び帯電手段を示す側面図である。
【図４】 同装置におけるハンドの侵入方向側から見た説明図である。
【図５】 同装置におけるハンドのラベルシート保持面側から見た説明図である。
【図６】 同装置によってラベルシートを吸着する状態の平面図である。
【図７】 同装置によってラベルシートを吸着した後、ハンドを回動させた状態の平面図である。
【図８】 同装置によってハンドを金型間に侵入させた状態を示す平面図である。
【図９】 同装置によって侵入したハンドに保持されたラベルシートを一方の金型内面に吸着させ、他方の金型内面から成形品を取出す状態を示す平面図である。
【図１０】 同装置によって侵入したハンドに保持されたラベルシートを一方の金型内面に吸着させ、他方の金型内面から成形品を取出した後の状態を示す平面図である。
【図１１】 同装置によってハンドを金型間から後退させる状態を示す平面図である。
【図１２】 同装置によって取出した成形品をコンベヤに置く状態を示す平面図である。
【図１３】 ラベルシートの一例を示す斜視図である。
【図１４】 ラベルシートをインサート成形した容器の蓋を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ ラベルシート
２０ 金型
２１ 固定金型
２３ 可動金型
３０ ハンド
３１ 水平アーム
３３ 昇降ベース
３６ ロータリアクチュエータ
３７ エアシリンダ
３８ スライダ
４５ シート保持基板
４９ 成形品保持基板
５１ 吸着パッド
５３ 放電針
５５ 吸着パッド
６０ 軸
６１ 支持板
６２ 受け孔
７０ テーブル
７１ コンベヤ

Claims (2)

1. 予め印刷されたラベルシートを金型内に配置して、成形用樹脂を射出成形することにより、表面にラベルシートが付着した成形品を製造するインモールドラベリング方法において、
   軸方向にスライドする支軸を介して該支軸を中心に回動可能に取付けられ、射出成形用の一対の金型間に進退動作するハンドと、このハンドの一方の面に設けられた前記ラベルシートの吸着手段及び帯電手段と、前記ハンドの他方の面に設けられた成形品の吸着手段と、前記金型を挟んで前記ハンドに対向する位置に配置され、前記ハンドが前記金型間に侵入するとき、前記ハンドの先端部から前記支軸とほぼ同軸的に突き出された一本の軸を受け入れて保持する受け孔が形成された支持部材とを有するインモールドラベリング装置を用い、
   前記金型が開いたときに上記ハンドを前記金型間に侵入させて、前記ハンドの軸を前記支持板の受け孔に嵌入させ、
   前記ラベルシート吸着手段に保持されたラベルシートを前記帯電手段によって帯電させて、前記金型の一方の内面に当接又は近接させると共に、前記ラベルシート吸着手段の吸着を解除して、前記ラベルシートを前記金型の一方の内面に静電気的に吸着させ、
   それと同時に、前記金型の他方の内面に保持された成形品に前記成形品吸着手段を当接又は近接させて、前記成形品を吸着保持して取出し、
   次いで前記ハンドを金型間から退避させることを特徴とするインモールドラベリング方法。
2. 軸方向にスライドする支軸を介して該支軸を中心に回動可能に取付けられ、開閉動作する射出成形用の一対の金型間に進退動作するハンドを備え、このハンドの一方の面にはラベルシートの吸着手段及び帯電手段が設けられ、前記ハンドの他方の面には成形品の吸着手段が設けられ、前記ハンドの先端部には前記支軸とほぼ同軸的に一本の軸が突き出されて設けられており、
   前記金型を挟んで前記ハンドに対向する位置には、前記ハンドが前記金型間に侵入するとき、前記ハンドの軸を受け入れて保持する受け孔が形成された支持部材が配置されていることを特徴とするインモールドラベリング装置。

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