JP4274478B2 - 液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、板紙をベース層とし、熱融着性合成樹脂を表裏両面の最外層とする帯状の包装材料から液体紙容器を成形する際に、液体紙容器用包装材料をチューブ状に成形する際に用いるチューブ状成形装置に関する。

アセプティックタイプと呼ばれる液体紙容器を製造する液体紙容器用成形充填機においては、帯状の液体紙容器用包装材料（以下、単に包装材料という。）を巻き取りロールより繰り出し、その長手方向両縁部を重ね合わせて縦シールすることにより、該包装材料を連続的にチューブ状に成形して、そのチューブ状に成形された包装材料内に液体食品等を充填し、密封することによって液体紙容器を製造するようになっている。

図６乃至図１０により、かかる液体紙容器用成形充填機による各工程及びこの工程中における従来の包材チューブ成形工程を説明する。図示のように、帯状の包装材料１は巻き取りロール２に巻き取られた状態で液体紙容器用成形充填機にセットされ、巻き取りロール２から繰り出されて、ガイドローラ３でガイドされ、殺菌液槽４を経て、無菌チャンバー５内に入り、包材チューブ成形工程に至る。ここで包装材料１はチューブ状成形装置６で湾曲させられて、その長手方向両縁部が重ね合わせられてチューブ状に成形され、この重ね合わせ部分７がヒータ８により加熱された後、チューブ状の包装材料１の外側に配置されたカウンターローラ９と内側に配置されたプレッシャーローラ１０とで挟圧されて、縦シールが行われ包材チューブ１１が成形される。

このようにして成形された包材チューブ１１は、充填パイプ１２にて飲料等の液体が充填され、次いで、横シール工程１３にて上下方向に一定間隔で横シールされて密封され、横シールの中間で切断されて、枕状の個々の包装体１４に分離され、最終工程でこの包装体１４がブリック状に成形されて液体紙容器１５として完成する。

前記包材チューブ成形工程で包装材料１をチューブ状に成形するチューブ状成形装置６は、図７、図８にその一例を示すように、通常、包材チューブ成形工程に複数個設けられ、包装材料１を少しづつ湾曲させてチューブ状に成形するようになっており、その一つ一つは、ほぼ円形の開口部１６を有するベース板１７に、前記開口部１６の周囲に位置して複数の成形ローラ１８が、その外周面を前記開口部１６に向けて回転自在に設けられ、複数の成形ローラ１８の外周面１９で成形用空間２０を形成するように構成されており、前記成形用空間２０内に包装材料１を通すことにより、包装材料１が複数の成形ローラ１８の外周面１９でチューブ状に成形されるようになっている。

このように構成されたチューブ状成形装置６を用いて包装材料１はチューブ状に成形されるが、この包材チューブ成形工程で、包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７の重ね合わせ幅Ｗが変動すると、製造される液体紙容器１５の外観が悪くなり、また横シール不良が発生するという問題が発生する。更に、重ね合わせ幅Ｗの変動により、重ね合わせ幅Ｗがカウンターローラ９及び／またはプレッシャーローラ１０より大きくなった場合には、縦シール部に未シール部Ｅが発生する問題が発生する（図９）。一方、この重ね合わせ幅Ｗが極端に狭くなった場合には、接着面積の不足により縦シール部が所定の強度を確保できなくなる問題が発生する（図１０）。

このような重ね合わせ幅Ｗの変動が起こった場合の対策として、従来は、一定の径の成形用空間２０を有するチューブ状成形装置６に、このチューブ状成形装置６を包材チューブ１１の流れ方向に対して上下させる昇降機構を備え、これによりチューブ状成形装置６を上下させることで、包材チューブ１１の重ね合わせ幅Ｗを再調整していた。このため、包装材料１の幅、横シールの幅及び包装材料１の流れ方向に対するチューブ状成形装置６の位置等を検出し、その検出データから包装材料１の長手方向両縁部を重ね合わせるべき幅を算出し、更に、この重ね合わせ幅を確保するため、チューブ状成形装置６を包材チューブ１１の流れ方向に対して上下移動させるべき距離等を算出することが行われていた（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照。）。
特開２００３−１９１３５６号公報 特開２００３−１９１９１７号公報 特開２００３−２００９０３号公報

しかしながら、液体紙容器用成形充填機の運転中に、上記の方法により重ね合わせ幅Ｗの再調整を行うには、包材幅検出用センサー、横シール幅検出用センサー、チューブ状成形装置位置検出用センサー、各センサーにて検出されたデータの演算処理装置、チューブ状成形装置昇降機構及びこの昇降機構を駆動するための駆動装置等、大掛かりなシステムが必要となるため、成形充填機が高価となる問題点があった。また、大掛かりなシステムは保守管理が難しく、仮に、システムの一部に不都合が生じた場合には、システム全体が機能しなくなるので、これを扱うオペレータの負担も大きいものとなる問題があった。

本発明の目的は、包材チューブの重ね合わせ幅の調整を容易に行える液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置は、概ね円形の開口部の周囲に位置して複数の成形ローラが、その外周面を前記開口部に向けて回転自在に設けられ、複数の成形ローラの外周面で成形用空間を形成するように構成され、帯状の包装材料の長手方向の両縁部を重ね合わせて包材チューブを形成する際に用いられる紙容器成形用チューブ状成形装置であって、前記複数の成形ローラは、概ね円形の開口部を有するベース板の、該開口部の周囲に位置して設けられ、前記ベース板は固定ベース板部と可動ベース板部とからなり、固定ベース板部と可動ベース板部との間で前記開口部が形成され、前記可動ベース板部が前記開口部の概ね求遠心方向に可動となっており、前記可動ベース板部の可動により、前記複数の成形ローラの外周面で構成する成形用空間の大きさが調整可能となっていることを特徴とする。

請求項２に記載の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置は、請求項１に記載の前記可動ベース板部を前記開口部の概ね求遠心方向に可動させて成形用空間の大きさを調整する成形用空間調整機構が備えられていることを特徴とする

請求項１に記載の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置によれば、前記複数の成形ローラの外周面で構成する成形用空間の大きさが調整可能となっているので、このチューブ状成形装置を包材チューブの流れ方向に移動させることなく、前記成形用空間の大きさを調整することにより、包装材料の長手方向の両端縁部の重ね合わせ幅を調整することができる。また、包装材料の長手方向の両端縁部の重ね合わせ幅の調整に、従来の様な大掛かりなシステムが不要となり、安価に実施することができる。また、このチューブ状成形装置は保守管理が容易となり、これを扱うオペレータの負担も小さくなる。

さらに、前記複数の成形ローラは、概ね円形の開口部を有するベース板の、該開口部の周囲に位置して設けられ、前記ベース板は固定ベース板部と可動ベース板部とからなり、固定ベース板部と可動ベース板部との間で前記開口部が形成され、前記可動ベース板部が前記開口部の概ね求遠心方向に可動となっており、前記可動ベース板部の可動により、前記複数の成形ローラの外周面で構成する成形用空間の大きさが調整可能となっているので、可動ベース板部を開口部の求心方向または遠心方向に動かすといった簡単な操作により、成形用空間の大きさの調整を容易に且つ速やかに行うことができる。そして、可動ベース板部を可動させる操作は、液体紙容器用成形充填機の運転中でも容易に行うことが可能となり、液体紙容器用成形充填機の運転中に包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ幅が変動した場合でも、液体紙容器用成形充填機の運転を中断することなく、重ね合わせ幅を直接確認しながら成形用空間の大きさを変更し、包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ幅を適切なものに調整することができる。

請求項２に記載の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置によれば、前記可動ベース板部を前記開口部の概ね求遠心方向に可動させて成形用空間の大きさを調整する成形用空間調整機構が設けられているので、この成形用空間調整機構の調整により成形用空間の大きさの調整を容易に且つ速やかに行うことができる。更に、液体紙容器用成形充填機では、包材チューブ成形工程も無菌チャンバー内で行われるが、前記成形用空間調整機構を無菌チャンバーの外部まで延設しておくことにより、無菌チャンバー外部から成形用空間調整機構を操作することが可能となるので、液体紙容器用成形充填機の運転中に包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ幅が変動した場合でも、液体紙容器用成形充填機の運転を中断することなく、しかも無菌チャンバー内の無菌環境を壊すことなく、重ね合わせ幅を直接確認しながら成形用空間の大きさを変更し、包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ幅を適切なものに調整することができる。

以下、本発明に係る液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置を実施するための最良の形態における一例を図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置の実施の形態の一例で、成形用空間を小さくした状態を示す平面図、図２は図１の一部省略底面図、図３は図１の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置で、成形用空間を大きくした状態を示す平面図、図４は図３の一部省略底面図、図５は本例の使用状態を示す説明図である。

図において、２１は本例の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置（以下、単にチューブ状成形装置という。）である。２２は、ほぼ円形の開口部２３を有するベース板であり、このベース板２２に、前記開口部２３の周囲に位置して複数の成形ローラ２４が、その外周面２５を前記開口部２３に向けて回転自在に設けられ、複数の成形ローラ２４の外周面２５で成形用空間２６が形成されている。

前記ベース板２２にあっては、本例では固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂとから構成されている。そして、前記固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂのそれぞれの対向辺には、凹部２７，２８が形成されており、固定ベース板部２２ａの凹部２７と可動ベース板部２２ｂの凹部２８を対向させることにより前記開口部２３が形成されるようになっている。凹部２７と凹部２８で形成される開口部２３は周囲が閉じられていない状態も含まれる。

かかる固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂは、その一端が連結軸２９により、前記可動ベース板部２２ｂが、前記固定ベース板部２２ａの凹部２７と可動ベース板部２２ｂの凹部２８で形成される開口部２３の概ね求遠心方向に可動自在となるように連結されている。

また、前記固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂには、それぞれ凹部２７と凹部２８に沿って前記複数の成形ローラ２４が設けられている。これらの成形ローラ２４は、固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂ上に立設した支持体３０に取り付けた軸３１により、その外周面２５が、前記固定ベース板部２２ａの凹部２７と可動ベース板部２２ｂの凹部２８で形成される前記開口部２３に向いた状態で回転自在に支持されている。前記軸３１に支持されたそれぞれの成形ローラ２４の外周面２５は、前記開口部２３の内側に突出しており、これらの成形ローラ２４の外周面２５で、開口部２３の内側に前記成形用空間２６が形成されている。成形用空間２６も周囲が閉じられていない状態を含む。

そして、前記可動ベース板部２２ｂを開口部２３の概ね求心或いは遠心方向に可動させることにより、前記固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂに設けられているそれぞれの成形ローラ２４の外周面２５で形成される成形用空間２６の大きさ（径）が変更されるようになっている。

また、本例では、前記固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂに、可動ベース板部２２ｂを前記開口部２３の概ね求遠心方向に可動させて成形用空間２６の大きさを調整する成形用空間調整機構３２が設けられている。

本例の成形用空間調整機構３２は、固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂの他端側に、それぞれの端部に渡して設けられており、固定ベース板部２２ａの他端に取り付けられた間隔調整部材３３ａと、可動ベース板部２２ｂの他端に取り付けられた間隔調整部材３３ｂと、間隔調整部材３３ａに形成された貫通孔３４に遊嵌合し間隔調整部材３３ｂに形成されたネジ穴３５に螺合する操作用ボルト３６と、間隔調整部材３３ａに対して操作用ボルト３６がその軸心方向に移動しないようにロックするロックナット３７とで構成されており、前記操作用ボルト３６を回すことにより、前記連結軸２９を支点として固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂが接近離反するようになっている。前記操作用ボルト３６は、手動或いはモータ等により操作される。

前記のように構成されるチューブ状成形装置２１は、図５に示すように、可動ベース板部２２ｂがチューブ状に成形される包装材料１の流れ方向に対して直交する方向に可動する向きで、固定ベース板部２２ａが適宜の固定軸３８に固定されることにより液体紙容器用成形充填機に取り付けられる。

また、このようにして液体紙容器用成形充填機に取り付けられたチューブ状成形装置２１は、成形用空間調整機構３２を構成する前記操作用ボルト３６が、無菌チャンバー５の外部まで延設してあり、無菌チャンバー５の外部から操作することができるようになっている。

前記チューブ状成形装置２１にあっては、包装材料１の流れ方向に対して複数個設けられていると、包装材料１をよりスムーズにチューブ状に成形する点で好ましいが、１個であっても差し支えない。また、従来のチューブ状成形装置６と組み合わせて使用することもできる。この場合は、チューブ状成形装置２１は、包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７を加熱するヒータ８の上流側直前に設けられていることが好ましい。

本例でも、チューブ成形装置２１は、包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７を加熱するヒータ８の上流側直前に設けられ、その上流側とヒータ８の下流側に従来のチューブ状成形装置６が設けられている（図５）。

上記のように構成されたチューブ状成形装置２１によれば、成形用空間２６内に包装材料１を通すことにより、包装材料１が複数の成形ローラ２４の外周面２５で湾曲させられて、その長手方向両縁部が重ね合わせられてチューブ状に成形される。

そして、前記成形用空間調整機構３２を構成する前記操作用ボルト３６を操作して、可動ベース板部２２ｂを固定ベース板部２２ａに接近する方向、即ち可動ベース板部２２ｂを前記開口部２３の概ね求心方向に可動させると、成形用空間２６の大きさが小さく（小径）なり（図１）、チューブ状に成形された包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７の重ね合わせ幅Ｗが大きくなる。また、前記操作用ボルト３６を操作して、可動ベース板部２２ｂを固定ベース板部２２ａから離反する方向、即ち可動ベース板部２２ｂを前記開口部２３の概ね遠心方向に可動させると、成形用空間２６の大きさが大きく（大径）なり（図３）、チューブ状に成形された包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７の重ね合わせ幅Ｗが小さくなる。

従って、前記成形用空間調整機構３２を構成する前記操作用ボルト３６を操作することにより、成形用空間２６の大きさを適宜変更して、任意に包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ部分７の重ね合わせ幅Ｗを調整できる。

この操作は、液体紙容器用成形充填機の運転中でも容易に行うことができ、そしてまた、無菌チャンバー５の外部から行うことができるので、液体紙容器用成形充填機の運転を中断することなく、しかも無菌チャンバー５内の無菌環境を壊すことなく、重ね合わせ幅Ｗを直接確認しながら成形用空間２６の大きさを変更し、包装材料１の長手方向両縁部の重ね合わせ幅Ｗを適切なものに調整することができる。

なお、本発明に係る液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置は、上記の態様のものに限られない。例えば、上記例では、前記ベース板２２が固定ベース板部２２ａと可動ベース板部２２ｂの２つのベース板部で構成されているが、固定ベース板部と可動ベース板部を含む３つ以上のベース板部で構成されていてもよい。

また、前記成形用空間調整機構３２において、操作用ボルト３６の代わりにエアーシリンダー、油圧シリンダー等を使用することもできる。また、成形用空間調整機構３２自体も、上記例に限られるものではない。

本発明に係る液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置の実施の形態の一例で、成形用空間を小さくした状態を示す平面図。 図１の一部省略底面図。 図１の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置で、成形用空間を大きくした状態を示す平面図。 図３の一部省略底面図。 図１の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置の使用状態を示す説明図。 液体紙容器用成形充填機による各工程の概念図。 従来の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置を示す平面図。 従来の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置の使用状態を示す説明図。 チューブ状に成形された包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ部分の重ね合わせ幅がプレッシャーローラより大きくなった場合に、縦シール部に未シール部が発生する状態を示す説明図。 チューブ状に成形された包装材料の長手方向両縁部の重ね合わせ部分の重ね合わせ幅が極端に狭くなった場合に、接着面積の不足により縦シール部が所定の強度を確保できなくなる状態を示す説明図。

符号の説明

１ 包装材料
２ 巻き取りロール
３ ガイドローラ
４ 殺菌液槽
５ 無菌チャンバー
６ チューブ状成形装置
７ 重ね合わせ部分
８ ヒータ
９ カウンターローラ
１０ プレッシャーローラ
１１ 包材チューブ
１２ 充填パイプ
１３ 横シール工程
１４ 包装体
１５ 液体紙容器
１６ 開口部
１７ ベース板
１８ 成形ローラ
１９ 外周面
２０ 成形用空間
２１ チューブ状成形装置
２２ ベース板
２２ａ 固定ベース板部
２２ｂ 可動ベース板部
２３ 開口部
２４ 成形ローラ
２５ 外周面
２６ 成形用空間
２７，２８ 凹部
２９ 連結軸
３０ 支持体
３１ 軸
３２ 成形用空間調整機構
３３ａ，３３ｂ 間隔調整部材
３４ 貫通孔
３５ ネジ穴
３６ 操作用ボルト
３７ ロックナット
３８ 固定軸
Ｗ 重ね合わせ幅
Ｅ 未シール部

Claims (2)

1. 概ね円形の開口部の周囲に位置して複数の成形ローラが、その外周面を前記開口部に向けて回転自在に設けられ、複数の成形ローラの外周面で成形用空間を形成するように構成され、帯状の包装材料の長手方向の両縁部を重ね合わせて包材チューブを形成する際に用いられる紙容器成形用チューブ状成形装置であって、前記複数の成形ローラは、概ね円形の開口部を有するベース板の、該開口部の周囲に位置して設けられ、前記ベース板は固定ベース板部と可動ベース板部とからなり、固定ベース板部と可動ベース板部との間で前記開口部が形成され、前記可動ベース板部が前記開口部の概ね求遠心方向に可動となっており、前記可動ベース板部の可動により、前記複数の成形ローラの外周面で構成する成形用空間の大きさが調整可能となっていることを特徴とする液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置。
2. 前記可動ベース板部を前記開口部の概ね求遠心方向に可動させて成形用空間の大きさを調整する成形用空間調整機構が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器用包装材料のチューブ状成形装置。

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