JP3960519B2

JP3960519B2 - 糊噴射ノズル及び糊塗布装置

Info

Publication number: JP3960519B2
Application number: JP2002020561A
Authority: JP
Inventors: 秀井坂
Original assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Current assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: TWI234488B; TW200305530A; KR20030065364A; KR100867076B1; JP2003220353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商品の包装工程において包装紙の糊付けに用いられる糊塗布装置と同装置に好適な糊噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
商品の包装に用いられる上包み包装装置には、包装紙を糊付けするために糊塗布装置が組み込まれている。
図７は上包み包装装置による包装工程の一例を示す工程図である。
包装紙１００は、矢印Ａに示すように、ストッカ１０１から紙供給位置１０２に向けて引き出される。このとき、移動する包装紙１００の一端部裏面に向けて糊塗布装置１０３から糊が噴射される。商品１０４は、矢印Ｂに示すように、紙供給位置１０２の下方に設定された商品供給位置１０５に搬送された後、矢印Ｃに示すように上方へ持ち上げられる。この上方への移動途中で紙供給位置１０２に配置された包装紙１００が商品１０４の上面及び両側面に被される。次いで、包装紙１００とともに商品１０４を水平移動させ（矢印Ｄ）、その過程で包装紙１００を商品１０４の下面側に折り込む。その後、商品１０４の両端部より外側に延出する包装紙１００の耳部１００ａを一定の形態に折り込むとともに、その一部１００ｂに糊塗布装置１０６から糊を噴射し、耳部１００ａの重合部分が接着されるようにして、包装工程が終了する。
【０００３】
図８は上述した矢印Ｃから矢印Ｄにかけての工程を模式的に示す図である。
同図を参照して矢印Ｃから矢印Ｄにかけての工程を更に詳しく説明すると、紙供給位置１０２では、鋸ガイド１０７と称する鋸歯状をした複数本のガイドバーによって包装紙１００は下面を支えられており、その一端部裏面に糊１０８が塗布されている。商品１０４が矢印Ｃに示すように上方へ持ち上げられるとき、包装紙１００も商品１０４に押されて上方へ移動するとともに、途中に設けられた折込みガイド１０９によって包装紙１００の両辺が商品１０４の両側面側に折り込まれる。
【０００４】
次いで、板状の下折りタッカ１１０を装着するプッシャ１１１が矢印Ｄ方向に移動して、商品１０４及び包装紙１００を矢印Ｄ方向へ水平移動させるとともに、下折りタッカ１１０が包装紙１００の一辺１００ｂを商品１０４の下面側に折り込む。続いて、その移動経路上に設けられた折込みガイド１１２により、包装紙１００の他方の辺１００ｃを商品１０４の下面側に折り込む。ここで折り込まれる包装紙１００の辺１００ｃには、その端部近傍に糊１０８が塗布されている。
【０００５】
さて、従来の糊塗布装置としては、例えば、特開昭６３−１２５１６２号公報に開示された構成のものが知られている。同公報に開示された糊塗布装置（糊付ガン）は、ガン本体の内部に形成された流通路を介してノズル孔から糊を高い圧力で吐き出す構成となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の糊塗布装置では、糊を高い圧力でノズル孔から吐き出す構成のため糊の吐出量が多く不経済であるばかりか、多量の糊が包装紙１００に盛り上がった状態で塗布される結果、次のような問題があった。
【０００７】
（イ）図８に示す紙供給位置１０２で鋸ガイド１０７に支えられていた包装紙１００が持ち上げられるとき、その両辺の折り込み動作に伴い包装紙１００の一端部裏面に塗布された糊１０８が鋸ガイド１０７に転写される。鋸ガイド１０７は、糊の転写量を最小限に抑制するため鋸歯状に形成されているが、包装紙１００への糊の塗布量が多いと、必然的に鋸ガイド１０７への糊の転写量も多くなってしまう。このようにして鋸ガイド１０７へ多量の糊が転写された場合、次に供給されてくる包装紙１００が鋸ガイド１０７に付着して、搬送不良を引き起こすおそれがあった。
【０００８】
（ロ）また、図８に示したように、折込みガイド１１２によって包装紙１００の他方の辺１００ｃを商品１０４の下面側に折り込む際、同辺１００ｃは鞭をうつようにして旋回する。このとき、同辺１００ｃの端部近傍に塗布された糊１０８の量が多いと、同辺１００ｃの旋回に伴い糊１０８が周囲に飛散して、下折りタッカ１１０等の周辺部品や商品１０４、包装紙１００などを汚損してしまう。その結果、動作不良や包装品質の低下を引き起こすおそれがあった。
【０００９】
（ハ）水分を吸収しにくい包装紙にあっては、糊の塗布量が多いと包装紙の端部から糊がはみ出して、包装品質の低下を引き起こすおそれがあった。そこで、従来はのり代を広くとる必要があり、その分、包装紙の寸法を大きくしなければならなかった。
【００１０】
（ニ）多量の糊が包装紙に塗布された場合、糊に含まれる多くの水分が包装紙に吸収される。このように多量の水分を吸収した包装紙が乾燥したとき、皺や波打ちが生じ、包装品質が低下するおそれがあった。
【００１１】
本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、霧状に糊を噴霧して少ない糊の塗布量で高品質な接着状態を実現するとともに、商品の包装工程に用いた場合にあっては、上記各種の問題を解消し得る糊噴射ノズルと糊塗布装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、糊噴射ノズルに関する請求項１の発明は、先端面に糊を流出させるノズル孔が形成されたノズル本体と、このノズル本体の外周に装着されたキャップ部材と、ノズル本体とキャップ部材との間に形成された断面環状のエア通路と、エア通路に供給されたエアをノズル孔の周囲からその前方に向かい一定の収束角をもって噴射させるエア噴射口とを備え、かつ、エア噴射口から噴射したエアによりノズル孔の周囲が負圧となる構成としたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、ノズル孔から流出した糊を、負圧の形成によってエア噴射口から噴射するエアへ効率的に吸い込ませ、霧状に拡散して接着対象へ塗布することができる。霧状に拡散する糊は、少量であっても均一に接着対象に塗布することが可能となり、高品質な接着を実現することができる。また、負圧に形成されたノズル孔の周囲には糊が残存しにくく、したがって糊の乾燥に伴うノズル孔の詰まりを抑制することができる。
【００１４】
ここで、本発明の糊噴射ノズルは、ノズル本体の周面をエア噴射口よりも外部に延出させるとともに、該延出した周面に沿ってエアが噴射されるように構成してもよい（請求項２）。このように構成すれば、ノズル孔から流出した糊のエア噴射口への回り込みによる詰まりやエア噴射方向の乱れを回避することができる。
【００１５】
また、エア通路を形成するノズル本体の周面及びキャップ部材の内周面を、少なくともエア噴射口から一定領域にわたり撥水加工した構成とすることもできる（請求項３）。これにより、ノズル孔の詰まりを防止する目的で、不使用時にノズル孔部分を水に浸漬しておく場合にあっても、表面張力によってエア噴射口からエア通路内への水の侵入を防止することが可能となる。
【００１６】
さらに、エア通路を形成するノズル本体の周面を先端に向かって縮径するテーパ面状に形成するとともに、エア通路を形成するキャップ部材の内周面も先端に向かって縮径するテーパ面状に形成し、これらノズル本体の周面とキャップ部材の内周面との間に、エア噴射口に向かって断面積を小さくするエア通路を形成し、かつノズル本体の周面におけるエア噴射口の後方近傍位置に周方向の凹溝を形成した構成とすることもできる（請求項４）。このように構成すれば、ノズル孔部分を水に浸漬した場合に、毛細管現象によるエア噴射口からエア通路内への水の侵入を凹溝によって防止することが可能となる。
【００１７】
また、糊塗布装置に関する請求項５の発明は、上述した構成の糊噴射ノズルと、ノズル孔に向かって液状の糊を供給する供給手段と、エア通路にエアを供給するエア供給手段と、を備えたことを特徴とする。この構成により、上述した糊噴射ノズルの発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
さらに、本発明の糊塗布装置は、糊噴射ノズルの周囲に設けられ該糊噴射ノズルとの間に液体充填室を形成するとともに、ノズル孔と対向する位置に開口を有するケーシングと、液体充填室に連通する液体通路と、この通路に開口するピストン挿入孔と、該ピストン挿入孔を介して液体通路内の液体を押圧又は吸引するピストン部材と、このピストン部材を駆動する駆動手段と、を含むノズル詰まり防止ユニットを備えた構成とすることもできる（請求項６）。
【００１９】
このように構成することで、ピストン部材の駆動により、液体充填室内に充填した液体の水位を変化させて、ノズル孔を液体中に浸漬したり、液体からノズル孔を露出させたりすることができる。すなわち、糊を噴射するときはノズル孔を液面から露出させ、糊を噴射しないときにはノズル孔を液体中に浸漬させることで、ノズル孔部分に糊が残留していた場合でも、糊の乾燥によるノズル孔の詰まりを防止することができる。
【００２０】
また、上記構成のノズル詰まり防止ユニットは、液体通路を適宜延長することによって、液体の充填量を増やすことができる。液体の充填量が少ないと、液体中に溶けた糊の濃度が短時間で上昇するため、液体交換作業を頻繁に実施する必要が生じるが、上記のとおり液体の充填量を増やすことで、同作業の実施サイクルを長くして稼働率の向上を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の糊塗布装置は、前記ケーシングの開口を閉塞する蓋体を備えた構成とすることもできる（請求項７）。これにより、長時間の不使用時における液体充填室内に充填した液体の蒸発を抑制し、ノズル孔の液体からの露出を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明に係る糊噴射ノズルの実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
糊噴射ノズル１は、図１に示すように、ノズル本体１０と、このノズル本体１０の外周に装着されたキャップ部材２０とで構成されている。図２はノズル本体１０の断面図であり、図３はキャップ部材２０の断面図である。
【００２３】
図２に示すように、ノズル本体１０は、その内部に糊供給路１１が形成してあり、先端面１２には糊供給路１１と連通するノズル孔１３が形成されている。ノズル本体１０の先端部外周面１４は、先端に向かって縮径するテーパ面状に形成してある。また、ノズル本体１０の周面中間部には、フランジ部１５が形成してある。１６はキャップ部材２０を螺合する雄ネジ部であり、１７は後述する糊塗布装置に糊噴射ノズル１を組み込むための雄ネジ部である。
【００２４】
図３に示すように、キャップ部材２０は円錐環状に形成してあり、中間部から先端部にかけての内周面２１が、先端に向かって縮径するテーパ面状に形成されている。キャップ部材２０の先端には、開口２２が形成されている。また、中間部から基端部にかけての内周面に雌ネジ部２３が形成してあり、この雌ネジ部２３をノズル本体１０の雄ネジ部１６に螺合することで、図１に示す糊噴射ノズル１が構成される。
【００２５】
図１に示すように、ノズル本体１０の先端部外周面１４とキャップ部材２０の内周面２１との間には、断面環状のエア通路３０が形成され、このエア通路３０は、キャップ部材２０及びノズル本体１０のフランジ部１５に形成されたエア供給路３１に連通している。エア通路３０の先端は、キャップ部材２０の開口２２によってエア噴射口３２が形成されている。
【００２６】
図４はエア通路からノズル本体１０にかけての構成を拡大して示す図である。本実施形態では、エア噴射口３２を僅かな隙間をもって環状に形成してある。その隙間の寸法ａは、例えば、０．０５ｍｍ程度に調整されている。この隙間は、ノズル本体１０のフランジ部１５とキャップ部材２０の端面２０ａとの間に、薄板（シム）を挿入することで高精度に調整が可能である。
【００２７】
このようにエア噴射口３２を僅かな隙間で形成することにより、後述するノズル詰まり防止ユニットにより液体（水）中へ浸漬された場合にあっても、エア通路３０内への液体の流入を回避することができる。なお、キャップ部材２０の全体又は少なくとも先端部付近を弾性材料で構成し、エア噴射口３２を常時閉塞するとともに、エア圧力によって該エア噴射口３２を開く構成としてもよい。
【００２８】
ここで、ノズル本体１０の先端部外周面１４は、先端がエア噴射口３２よりも外部に延出させてあり、この延出した周面に沿ってエアが噴射される構成となっている。延出長さｂは任意に設定できるが、本実施形態では０．５ｍｍ程度に設定してある。このように構成することで、ノズル孔１３から流出した糊のエア噴射口３２への回り込みによる詰まりやエア噴射方向の乱れを回避することができる。
【００２９】
また、ノズル本体１０の先端部外周面１４及びキャップ部材２０の内周面２１は、テフロン（商標名）等により撥水加工することで、液体の表面張力を大きくしてエア噴射口３２からエア通路３０内へ水が侵入しにくくしてある。
【００３０】
さらに、ノズル本体１０の先端部外周面１４には、エア噴射口３２の後方近傍位置に周方向の凹溝１８が形成してあり、毛細管現象によるエア噴射口３２からエア通路３０内への液体の侵入を、この凹溝１８によって防止している。
【００３１】
上述した構成の糊噴射ノズル１は、エア通路３０に供給されたエアをエア噴射口３２から噴射するとともに、ノズル孔１３からは液状の糊を低圧力で流出させる。エア噴射口３２から噴射したエアは、ノズル孔１３の周囲からその前方に向かって一定の収束角αをもって噴射する。このように噴射されたエアにより、ノズル孔１３の周囲は負圧の状態が形成される。したがって、ノズル孔１３から流出した糊は、エア噴射口３２から噴射したエアに効率的に吸い込まれ、霧状に拡散して接着対象４０に塗布される。
【００３２】
このように霧状に拡散する糊は、少量であっても均一に接着対象４０に塗布することが可能となり、高品質な接着を実現することができる。また、負圧に形成されたノズル孔１３の周囲には糊が残存しにくく、したがって糊の乾燥に伴うノズル孔１３の詰まりも抑制される。
【００３３】
エア噴射口３２から噴射するエアの収束角αは、ノズル本体１０における先端部外周面１４のテーパ角にほぼ対応しており、このテーパー角を調整することによって、任意の収束角αでエアを噴射することが可能である。ここで、収束角αを狭めれば、接着対象４０に塗布される糊の幅が縮まるとともに、塗布される糊も厚くなる。逆に、収束角αを広げれば、接着対象４０に塗布される糊の幅が広がるとともに、塗布される糊も厚さが薄くなる。そこで、ノズル本体１０における先端部外周面１４のテーパ角が異なる複数種類の糊噴射ノズル１をあらかじめ用意しておき接着対象４０に応じて交換すれば、所望の幅や厚さで糊を塗布することが可能となる。
【００３４】
次に、本発明係る糊塗布装置の実施形態について、図５及び図６を主に参照して説明する。
糊塗布装置は、装置本体５０に上述した構成の糊噴射ノズル１を装着して構成されている。装置本体の内部には、糊流通路５１が形成され、図示しない糊の供給源から弱い圧力をもってこの糊流通路５１内に液状の糊が供給される。この糊流通路５１は、糊噴射ノズル１の糊供給路１１と連通している。
【００３５】
装置本体５０の基端部には、ニードル５２の駆動機構５３が設けてある。棒状のニードル５２は、糊流通路５１を介して糊噴射ノズル１の糊供給路１１まで延びており、駆動機構５３により軸方向に駆動されて、ノズル孔１３を内部側から開閉する。このニードル５２によりノズル孔１３の内側が開放されたとき、糊供給路１１内の糊がノズル孔１３から外部に流出する。すなわち、糊流通路５１、ニードル５２、その駆動機構５３、及び図示しない糊の供給源が、ノズル孔１３に向かって液状の糊を供給する供給手段を構成している。
【００３６】
また、装置本体５０には、図示しないエア供給源（エア供給手段）とエア供給路３１とを連通する接続バルブ５４が設けてあり、この接続バルブ５４を介して図示しないエア供給源からエア供給路３１へ圧縮エアが供給される。
【００３７】
さらに、糊塗布装置は、ノズル詰まり防止ユニット６０を備えている。同ユニット６０は、糊噴射ノズル１の周囲に設けられ糊噴射ノズル１との間に液体充填室６１を形成するケーシング６２と、液体充填室６１に連通する液体通路６３と、この通路６３に開口するピストン挿入孔６４と、ピストン挿入孔６４を介して液体通路６３内の液体（水）を押圧又は吸引するピストン部材６５とを含んでいる。ケーシング６２には、ノズル孔１３と対向する位置に開口６６が形成されている。また、ピストン部材６５は、図示しない駆動シリンダ（駆動手段）によって軸方向に駆動される。
【００３８】
上記構成のノズル詰まり防止ユニット６０は、ピストン部材６５の駆動により、液体充填室６１内に充填した液体の水位を変化させて、ノズル孔１３を液体中に浸漬したり、液体からノズル孔１３を露出させたりすることができる。すなわち、糊を噴射するときはノズル孔１３を液面から露出させ、糊を噴射しないときにはノズル孔１３を液体中に浸漬させることで、ノズル孔１３の周囲を液体により洗浄し、糊の乾燥に起因するノズル孔１３の詰まりを防止する機能を有している。
【００３９】
ここで、液体通路６３は長尺に形成して液体の充填量を増やしている。既述したように、液体の充填量が少ないと液体中に溶けた糊の濃度が短時間で上昇するため、液体交換作業を頻繁に実施する必要が生じるが、上記のとおり液体の充填量を増やすことで、同作業の実施サイクルを長くして稼働率の向上を図ることができる。
【００４０】
また、図６に示すように、ケーシング６２の開口６６及びピストン挿入孔６４には、蓋体７０，７１が着脱自在となっている。糊塗布装置の不使用時には、ケーシング６２の液体充填室６１内にノズル孔１３が冠水する程度に液体を充填した後、これら蓋体７０，７１によって開口６６及びピストン挿入孔６４を閉塞することで、長時間の不使用時における液体の蒸発を抑制し、ノズル孔１３の液体からの露出を防止することができる。なお、ピストン挿入孔６４に蓋体７１を装着する際は、ピストン部材６５をピストン挿入孔６４から取り出しておく。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、霧状に糊を噴霧して少ない糊の塗布量で高品質な接着状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る糊噴射ノズルの断面図である。
【図２】ノズル本体の断面図である。
【図３】キャップ部材の断面図である。
【図４】エア通路からノズル本体にかけての構成を拡大して示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る糊塗布装置の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る糊塗布装置の不使用状態を示す断面図である。
【図７】上包み包装装置による包装工程の一例を示す工程図である。
【図８】図７に示した包装工程の一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１：糊噴射ノズル
１０：ノズル本体
１１：糊供給路
１２：先端面
１３：ノズル孔
１４：先端部外周面
１５：フランジ部
１６：雄ネジ部
１７：雄ネジ部
１８：凹溝
２０：キャップ部材
２０ａ：端面
２１：内周面
２２：開口
２３：雌ネジ部
３０：エア通路
３１：エア供給路
３２：エア噴射口
４０：接着対象
５０：装置本体
５１：糊流通路
５２：ニードル
５３：駆動機構
５４：接続バルブ
６０：ノズル詰まり防止ユニット
６１：液体充填室
６２：ケーシング
６３：液体通路
６４：ピストン挿入孔
６５：ピストン部材
６６：開口
７０，７１：蓋体
１００：包装紙
１０１：ストッカ
１０２：紙供給位置
１０３：糊塗布装置
１０４：商品
１０５：商品供給位置
１０６：糊塗布装置
１０７：鋸ガイド
１０８：糊
１０９：折込みガイド
１１０：下折りタッカ
１１１：プッシャ
１１２：折込みガイド

Claims

先端面に糊を流出させるノズル孔が形成されたノズル本体と、このノズル本体の外周に装着されたキャップ部材と、前記ノズル本体とキャップ部材との間に形成された断面環状のエア通路と、前記エア通路に供給されたエアを前記ノズル孔の周囲からその前方に向かい一定の収束角をもって噴射させるエア噴射口と、を備え、
前記エア通路を形成するノズル本体の周面を先端に向かって縮径するテーパ面状に形成するとともに、前記エア通路を形成するキャップ部材の内周面も先端に向かって縮径するテーパ面状に形成し、これらノズル本体の周面とキャップ部材の内周面との間に、前記エア噴射口に向かって断面積を小さくするエア通路を形成し、かつ前記ノズル本体の周面における前記エア噴射口の後方近傍位置に周方向の凹溝を形成し、
前記エア噴射口から噴射したエアにより前記ノズル孔の周囲が負圧となる構成の糊噴射ノズル。
前記ノズル本体の周面を前記エア噴射口よりも外部に延出させるとともに、該延出した周面に沿ってエアが噴射されるように構成したことを特徴とする請求項１の糊噴射ノズル。
前記エア通路を形成するノズル本体の周面及びキャップ部材の内周面を、少なくとも前記エア噴射口から一定領域にわたり撥水加工したことを特徴とする請求項１又は２の糊噴射ノズル。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の糊噴射ノズルと、
前記ノズル孔に向かって液状の糊を供給する供給手段と、前記エア通路にエアを供給するエア供給手段と、を備えたことを特徴とする糊塗布装置。
前記糊噴射ノズルの周囲に設けられ該糊噴射ノズルとの間に液体充填室を形成するとともに、前記ノズル孔と対向する位置に開口を有するケーシングと、前記液体充填室内に連通する液体通路と、この通路に開口するピストン挿入孔と、該ピストン挿入孔を介して前記液体通路内の液体を押圧又は吸引するピストン部材と、このピストン部材を駆動する駆動手段と、を含むノズル詰まり防止ユニットを備えたことを特徴とする請求項４の糊塗布装置。
前記ケーシングの開口を閉塞する蓋体を備えたことを特徴とする請求項５の糊塗布装置。