JP4530457B2 - ラベル加熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、PETボトル等の容器にシュリンクラベルを装着するラベル装着装置に搭載される、シュリンクラベルを加熱収縮させるためのラベル加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
清涼飲料等の液体飲料が充填されるPETボトル等の容器には、通常、商品名や内容物の表示等が印刷された、合成樹脂フィルムからなるシュリンクラベルが装着されており、こういったシュリンクラベルは、容器を所定の搬送路に沿って搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアによって搬送される容器に未収縮の筒状のシュリンクラベルを嵌挿するラベル嵌挿装置と、容器に嵌挿されたシュリンクラベルを加熱収縮させる加熱装置とを備えたラベル装着装置によって連続的に容器に装着されるのが一般的である。
【0003】
ラベル装着装置に搭載されるラベル加熱装置としては、例えば、図7に示すように、シュリンクラベルLが嵌挿された容器Bを搬送する搬送コンベアCを囲うように設置される加熱処理室51と、この加熱処理室51内を通過する容器Bに嵌挿されたシュリンクラベルLに加熱蒸気を吹き付ける、加熱処理室51内に設置された蒸気吹付手段52とを備えたものがあり、蒸気吹付手段52によって加熱処理室51内に供給された加熱蒸気は、加熱処理室51の上部に形成された蒸気排出口51aから排気ダクト56を介して排気ファン56aによって強制的に外部に排出されるようになっている。
【0004】
また、このラベル加熱装置50は、同図に示すように、加熱処理室51内が容器Bの搬送方向に第1加熱ゾーンz1、第2加熱ゾーンz2に区画されており、各加熱ゾーンz1、z2毎にそれぞれ配設された蒸気吹付手段52によって、シュリンクラベルLを段階的に熱収縮させるようになっている。即ち、第1加熱ゾーンz1内で行われる初期収縮段階では、シュリンクラベルLの下部側が重点的に加熱収縮されることによって、シュリンクラベルLの熱収縮に伴う容器Bの所定位置からのずり上がりを防止した後、第2加熱ゾーンz2において、シュリンクラベルLの全体を加熱収縮させることで、シュリンクラベルLが容器Bの所定位置に綺麗に装着されるようになっている。
【0005】
前記蒸気吹付手段52は、図7及び図8に示すように、搬送コンベアCに沿うようにその両側に上下方向に多段に配設された、多数の蒸気噴射孔53aを有する複数の蒸気噴射管53がバルブ55を介してヘッダ部54にそれぞれ接続されており、各バルブ55を開閉することによって、各蒸気噴射管53から噴射される蒸気噴射量のバランス調整を行うことができるようになっている。
【0006】
図9に示すように、前記ヘッダ部54には、蒸気ボイラー57によって生成された加熱蒸気を供給する蒸気供給管58が接続されており、この蒸気供給管58にはヘッダ部54への蒸気供給圧を一定に保持する減圧弁59と、ヘッダ部54への蒸気供給量を制御する制御弁60とが設置されている。
【0007】
また、加熱処理室51には、加熱処理室51内の温度を検出する温度センサ61が設置されており、この温度センサ61からの温度検出信号に応じて出力される調節器62からの操作信号に基づいて制御弁60が開閉操作を行うことで、加熱処理室51内の温度が設定温度に保持されるように、蒸気噴射管53の蒸気噴射量が調整されるようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなラベル加熱装置50では、蒸気排出口51aが加熱処理室51の上部に形成されているため、蒸気噴射管53から噴射されることで、加熱処理室51内に供給された加熱蒸気が加熱処理室51の下方側から上方側に導かれ、加熱蒸気が常に加熱処理室51の上部に集中することになる。また、蒸気吹付手段52の下方側からは温度の低い空気が上方側に導かれることになる。
【0009】
このため、加熱処理室51内は、常時、下部より上部のほうが温度が高くなり、シュリンクラベルLの上部側が下部側に比べて加熱されやすくなるので、シュリンクラベルLをその下部から上部に向かって段階的に熱収縮させることが難しい状態となる。特に、シュリンクラベルLの下部側を重点的に熱収縮させることで、容器Bに対するシュリンクラベルLのずり上がりを防止しなければならない第1加熱ゾーンz1内における温度コントロールが難しいという問題があった。
【0010】
また、加熱処理室51内は、加熱蒸気が集中する蒸気排出口51a近傍の温度が特に高くなり、同一加熱ゾーン内における同一高さ位置においても、蒸気排出口51aが形成されている部分とそれ以外の部分との間に温度ムラが形成されるので、シュリンクラベルLを均一に熱収縮させることができないといった問題もある。
【0011】
また、近年は、生産性を高めるためにラベル装着装置が高速で運転される傾向にあるが、ラベル装着装置を高速で運転すると、搬送コンベアCによる容器Bの搬送速度が大きくなるので、容器Bが加熱処理室51内を通過するのに要する時間、即ち、シュリンクラベルLに対する加熱時間が短くなり、シュリンクラベルLを充分に熱収縮させることができなくなる。このため、高速で運転されるラベル装着装置には、低速で運転されるラベル装着装置に比べて全長が長いラベル加熱装置を搭載しなければならず、ラベル装着装置が全体的に大型化するといった問題がある。
【0012】
このため、ラベル装着装置に搭載されるラベル加熱装置については、シュリンクラベルLに対する加熱能力を確保しつつ、加熱処理室51の全長を短くすることが要望されているが、上述したラベル加熱装置50における蒸気吹付手段52のように、搬送コンベアCに沿うように配設される蒸気噴射管53をバルブ55を介してヘッダ部54に接続するものにあっては、加熱蒸気の噴射領域となる蒸気噴射管53の設置領域に加えて、ヘッダ部54及びバルブ55の設置領域を容器Bの搬送方向に必ず確保しなければならないので、加熱処理室51の全長を大きく短縮することができなかった。
【0013】
そこで、この発明の課題は、加熱処理室内をシュリンクラベルの加熱収縮に適した温度分布状態に保つことができ、さらに、シュリンクラベルに対する加熱能力を確保しつつ、加熱処理室の全長を短くすることができるラベル加熱装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、この発明は、筒状のシュリンクラベルが嵌挿された被嵌挿体の搬送路を囲うように設置される加熱処理室と、前記加熱処理室内に設置され、前記加熱処理室内を通過する前記被嵌挿体に嵌挿された前記シュリンクラベルに加熱蒸気を吹き付ける蒸気吹付手段とを備え、前記加熱処理室の側面に、前記加熱処理室内に供給された加熱蒸気を外部に排出する、開口面積及び開口位置を調整可能な蒸気排出口が形成されており、前記蒸気吹付手段に加熱蒸気を供給する蒸気供給管は、制御弁を介して蒸気ボイラに接続され、前記制御弁を開閉させることによって、前記蒸気吹付手段への供給蒸気量を調整するようになっており、前記加熱処理室に取り付けた温度センサと、前記蒸気供給管における前記制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサと、前記温度センサからの温度検出信号と前記圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器とを設け、前記調節器からの操作出力信号に応じて前記制御弁が開閉動作を行うようになっていることを特徴とするラベル加熱装置を提供するものである。なお、ここにいう「加熱蒸気」とは、加熱された水蒸気及び水蒸気が結露した湯気を含む概念である。
【0015】
以上のように構成されたラベル加熱装置では、加熱処理室内に供給された加熱蒸気が加熱処理室の側面に形成された蒸気排出口から排出されるようになっているので、加熱処理室の上部に加熱蒸気が集中することがなく、しかも、蒸気排出口は、その開口面積及び開口位置を調整することができるので、開口面積や開口位置を適宜調整することによって、加熱処理室内をシュリンクラベルの加熱収縮に適した温度分布状態に調整することができる。
【0016】
また、このラベル加熱装置では、加熱処理室に取り付けた温度センサからの温度検出信号と、蒸気供給管における制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器からの操作出力信号に応じて制御弁が開閉動作を行うようになっているので、加熱処理室内の温度を常時設定温度に保持することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1に示すラベル加熱装置1は、PETボトル等の容器Bを搬送コンベアCによって搬送しながら容器Bの胴部に筒状のシュリンクラベルLを装着するラベル装着ラインに設置されるものであり、前工程において容器Bの胴部に嵌挿された未収縮の筒状のシュリンクラベルLを、この加熱装置1によって加熱収縮させることで容器Bの胴部に密着させるようになっている。
【0018】
このラベル加熱装置1は、図1及び図2(a)、(b)に示すように、搬送コンベアCを囲うように設置される加熱処理室10と、この加熱処理室10内に設置される蒸気吹付手段11、12とを備えており、この蒸気吹付手段11、12によって加熱処理室10内を通過する容器Bに嵌挿されたシュリンクラベルLに加熱蒸気を吹き付けることで、シュリンクラベルLを熱収縮させるようになっている。
【0019】
前記加熱処理室10は、図1に示すように、容器Bに嵌挿されたシュリンクラベルLの下部を重点的に熱収縮させる第1加熱ゾーンZ1と、シュリンクラベルLを全体的に熱収縮させる第2加熱ゾーンZ2とに区画されており、各加熱ゾーンZ1、Z2に蒸気吹付手段11、12がそれぞれ設置されている。
【0020】
この加熱処理室10の両側面には、図1及び図2(a)に示すように、蒸気吹付手段11、12によって各加熱ゾーンZ1、Z2内に供給される加熱蒸気を外部に排出するための蒸気排出口10aが各加熱ゾーンZ1、Z2の略全長にわたってそれぞれ形成されており、各蒸気排出口10aには、その開口面積及び開口位置を調整するための調整板16がボルト止めされている。従って、大きさの異なる調整板16に付け替えたり、調整板16の取付位置を変えることによって、蒸気排出口10aの開口面積及び開口位置を任意に調整することができるようになっている。
【0021】
前記加熱処理室10の外側には、蒸気排出口10aを含むように加熱処理室10の上半部を覆うカバー部材13が設置されており、このカバー部材13と加熱処理室10とによって、蒸気排出口10aから排出される加熱蒸気の蒸気排出路13aが形成されている。
【0022】
加熱処理室10及びカバー部材13によって形成される蒸気排出路13aは、カバー部材13の上面に形成された接続口13bを介して、排気ファン15が設置された排気ダクト14に接続されており、各加熱ゾーンZ1、Z2の蒸気排出口10aから排出される加熱蒸気が、各加熱ゾーンZ1、Z2毎に形成された蒸気排出路13a及び排気ダクト14を通って、排気ファン15によって強制的に外部に排出されるようになっている。
【0023】
第1加熱ゾーンZ1に設置される蒸気吹付手段11は、図1及び図2に示すように、搬送コンベアCを挟んで対向するように配置された、容器Bの搬送方向に延びる一対の蒸気噴射器11aによって構成されており、各蒸気噴射器11aには、その上面に接続された蒸気供給管17によって加熱蒸気が供給されるようになっている。
【0024】
各蒸気噴射器11aには、図1及び図3(a)、(b)に示すように、双方の対向面に、同心円上に形成された6個の蒸気噴射孔11bからなる多数の蒸気噴射孔群HGが、上下方向及び容器Bの搬送方向に整列した状態で形成されており、それぞれの蒸気噴射孔群HGの中心位置には、図3及び図4に示すように、各蒸気噴射孔群HGを覆うワッシャ11dを取り付けるためのボルト11cが取り付けられている。
【0025】
従って、図4(a)、(b)に示すように、蒸気噴射器11aに形成された任意の蒸気噴射孔群HGに対してワッシャ11dを取り付けることで、その蒸気噴射孔群HGからの加熱蒸気の噴射が阻止され、蒸気噴射器11aから噴射される加熱蒸気の蒸気噴射量のバランス調整を行うことができる。
【0026】
一方、第2加熱ゾーンZ2に設置される蒸気吹付手段12は、搬送コンベアCを挟んで対向するように配置された一対の蒸気噴射ユニットから構成されており、各蒸気噴射ユニットは、図1に示すように、蒸気供給管17が接続されるヘッダ部12aと、このヘッダ部12aにバルブ12bを介して接続される、容器Bの搬送方向に延びる上下6本の蒸気噴射管12cとから構成されている。
【0027】
各蒸気噴射管12cには、多数の蒸気噴射孔12dが容器Bの搬送方向に一定間隔で形成されており、バルブ12bを開閉することによって、各蒸気噴射管12cから噴射される加熱蒸気の噴射量を調整することができるようになっている。
【0028】
蒸気吹付手段11、12にそれぞれ加熱蒸気を供給する蒸気供給管17は、図5に示すように、制御弁19を介して蒸気ボイラ18に接続されており、各制御弁19を開閉させることによって、各蒸気吹付手段11、12への供給蒸気量を調整することができるようになっている。
【0029】
また、加熱処理室10には、各加熱ゾーンZ1、Z2の温度をそれぞれ検出する温度センサ20が取り付けられていると共に各蒸気供給管17における制御弁19の上流側には蒸気供給圧を検出するための圧力センサ21が取り付けられており、温度センサ20からの温度検出信号と圧力センサ21からの圧力検出信号に基づいてカスケード制御を行う調節器22からの操作出力信号に応じて制御弁19が開閉動作を行うことにより、各加熱ゾーンZ1、Z2内の温度が常時設定温度に保持されるようになっている。
【0030】
以上のように構成されたラベル加熱装置1では、まず、加熱処理室10の第1加熱ゾーンZ1において、搬送されてくる容器Bに嵌挿されたシュリンクラベルLの下部側に重点的に加熱蒸気を噴射することで、シュリンクラベルLの下部側が重点的に加熱収縮され、シュリンクラベルLが容器Bに対して所定位置に保持される。これによって、その後の熱収縮に伴うシュリンクラベルLのずり上がりが防止される。
【0031】
このようにして、シュリンクラベルLの下部側を重点的に加熱収縮させた後、第2加熱ゾーンにおいて、シュリンクラベルLの全体的に加熱蒸気を噴射することで、シュリンクラベルLの全体が均一に熱収縮され、シュリンクラベルLが容器Bの所定位置に綺麗に装着される。
【0032】
以上のように、このラベル加熱装置1では、蒸気吹付手段11、12によって加熱処理室10内に供給された加熱蒸気が、加熱処理室10の側面に形成された蒸気排出口10aから外部に排出されるようになっているので、加熱処理室の上面に蒸気排出口が形成された従来のラベル加熱装置のように、加熱処理室10の上部に加熱蒸気が集中することがなく、しかも、蒸気排出口10aは、調整板16の大きさ及び取付位置によって、その開口面積及び開口位置を調整することができるので、開口面積や開口位置を適宜調整することによって、区画された第1加熱ゾーンZ1及び第2加熱ゾーンZ2内を、各加熱ゾーンZ1、Z2におけるシュリンクラベルLの加熱収縮に適した温度分布状態に調整することが可能となる。
【0033】
また、このラベル加熱装置1では、各加熱ゾーンZ1、Z2の略全長にわたって加熱処理室10の両側面に形成された蒸気排出口10aから排出された加熱蒸気が、加熱処理室10の各加熱ゾーンZ1、Z2毎に仕切られて形成された蒸気排出路13aを通って排気ダクト14に導かれるようになっているので、他の加熱ゾーンへの影響が少なく、各加熱ゾーンZ1、Z2毎の調整が容易となり、さらに、加熱処理室の上面に部分的に形成された蒸気排出口に排気ダクトが直接接続された従来のラベル加熱装置のように、同一加熱ゾーン内における同一高さ位置において容器Bの搬送方向に温度ムラが形成されることもなく、シュリンクラベルLを均一に熱収縮させることができるという効果がある。
【0034】
また、第1加熱ゾーンZ1に設置された蒸気吹付手段11は、上下方向及び容器Bの搬送方向に整列するように多数の蒸気噴射孔11bを形成した蒸気噴射器11aの上面に蒸気供給管17を直接接続し、しかも、ワッシャ11dを用いて蒸気噴射孔群HG毎に蒸気噴射孔11bを閉塞することで、蒸気噴射器11全体の蒸気噴射量のバランス調整を行うことができるようにしたので、第2加熱ゾーンZ2内に設置される蒸気吹付手段12のように、複数の蒸気噴射管12cを接続するためのヘッダ部12aや蒸気噴射量のバランス調整用のバルブ12bが不要になると共に、蒸気供給管17の接続領域を容器Bの搬送方向に確保する必要がなく、シュリンクラベルLに対する加熱能力を低下させずに、第1加熱ゾーンZ1の全長をヘッダ部12a、バルブ12b及び蒸気供給管17の接続部分の長さtだけ短くすることができる。
【0035】
従って、第1加熱ゾーン及び第2加熱ゾーンの双方に、蒸気吹付手段12と同様な蒸気噴射ユニットを設置している従来のラベル加熱装置に比べて、加熱処理室10の全長、即ちラベル加熱装置1の全長を短くすることができる。
【0036】
また、このラベル加熱装置1では、上述したように、蒸気供給管17に設置された圧力センサ21によって蒸気供給圧を検出し、蒸気供給圧の変動を加味しながら加熱処理室10内の温度制御を行うカスケード制御を採用したので、従来のラベル加熱装置のように、蒸気供給圧を一定に保持する減圧弁を設置する必要がなく、ラベル加熱装置1が小型化されるという効果もある。
【0037】
なお、上述した実施形態では、各蒸気噴射孔群HGを構成する6個の蒸気噴射孔11bをワッシャ11dによって閉塞するようにしているが、蒸気噴射孔11bの開閉機構はこれに限定されるものではなく、例えば、図6(a)、(b)に示すように、蒸気噴射器11aの蒸気噴射面にテーパ状の蒸気噴射孔11bを形成し、このテーパ状の蒸気噴射孔11bに嵌合する頭部を有するねじ11eを蒸気噴射孔11bに挿通して蒸気噴射面に対向する面にねじ込み、このねじ11eを回転させることで蒸気噴射孔11bに対してねじ11eの頭部を進退させることにより、蒸気噴射孔11bを開閉させることも可能である。
【0038】
また、上述した実施形態では、第2加熱ゾーンZ2に従来タイプの蒸気噴射ユニットを設置しているが、第2加熱ゾーンZ2にも、第1加熱ゾーンZ1に設置している蒸気噴射器11aと同一構成の蒸気噴射器を設置すると、ラベル加熱装置の全長をさらに短くすることができる。
【0039】
また、上述した実施形態では、加熱処理室10内が第1加熱ゾーンZ1及び第2加熱ゾーンZ2の2ゾーンに区画されているが、これに限定されるものではなく、シュリンクラベルを段階的に熱収縮させる必要のない場合は、加熱処理室10内を区画する必要はなく、シュリンクラベルをさらに多段階的に熱収縮させる必要がある場合は、3ゾーン以上に区画することも可能である。
【0040】
また、上述した実施形態では、各加熱ゾーンZ1、Z2内において、一対の蒸気噴射器11aまたは一対の蒸気噴射ユニットを搬送コンベアCの両側に対向した状態で設置しているが、さらに、こういった蒸気噴射器11aまたは蒸気噴射ユニットを搬送コンベアCの下方側にも設置し、搬送コンベアCによって搬送される容器Bに向けて下方側から加熱蒸気を吹き付けるようにすることも可能である。このように容器Bの下方側からも加熱蒸気を吹き付けるようにすると、加熱処理室10内の下部の温度低下を有効に防止することができる。
【0041】
また、上述した実施形態では、PETボトル等の容器BにシュリンクラベルLを装着する場合について説明したが、本発明のラベル加熱装置は、容器以外の食品、雑貨類等、種々の物品にシュリンクラベルを装着する場合に使用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるラベル加熱装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図2】(a)は図1のX−X線に沿った概略断面図、(b)は(a)のY−Y線に沿った概略断面図である。
【図3】(a)は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射器を示す部分正面図、(b)は同上の蒸気噴射器を示す部分断面図である。
【図4】(a)は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔群を閉塞した状態の蒸気噴射器を示す部分正面図、(b)は同上の蒸気噴射孔群を閉塞した状態の蒸気噴射器を示す部分断面図である。
【図5】同上のラベル加熱装置における加熱処理室内の温度制御方法を説明するための制御系の概略構成図である。
【図6】(a)は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔の変形例を閉じた状態を示す断面図、(b)は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔の変形例を開いた状態を示す断面図である。
【図7】従来のラベル加熱装置を示す断面図である。
【図8】同上のラベル加熱装置を示す断面図である。
【図9】同上のラベル加熱装置における加熱処理室内の温度制御方法を説明するための制御系の概略構成図である。
【符号の説明】
1 ラベル加熱装置
10 加熱処理室
10a 蒸気排出口
11、12 蒸気吹付手段
11a 蒸気噴射器
11b 蒸気噴射孔
11c ボルト
11d ワッシャ
16 調整板
17 蒸気供給管
19 制御弁
B 容器
C 搬送コンベア
L シュリンクラベル
Z1 第1加熱ゾーン
Z2 第2加熱ゾーン
Claims (1)
- 筒状のシュリンクラベルが嵌挿された被嵌挿体の搬送路を囲うように設置される加熱処理室と、
前記加熱処理室内に設置され、前記加熱処理室内を通過する前記被嵌挿体に嵌挿された前記シュリンクラベルに加熱蒸気を吹き付ける蒸気吹付手段と
を備え、
前記加熱処理室の側面に、前記加熱処理室内に供給された加熱蒸気を外部に排出する、開口面積及び開口位置を調整可能な蒸気排出口が形成されており、
前記蒸気吹付手段に加熱蒸気を供給する蒸気供給管は、制御弁を介して蒸気ボイラに接続され、前記制御弁を開閉させることによって、前記蒸気吹付手段への供給蒸気量を調整するようになっており、
前記加熱処理室に取り付けた温度センサと、前記蒸気供給管における前記制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサと、前記温度センサからの温度検出信号と前記圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器とを設け、
前記調節器からの操作出力信号に応じて前記制御弁が開閉動作を行うようになっていることを特徴とするラベル加熱装置。
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