JP4917802B2 - 包装容器製造装置及び包装容器製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、包装容器製造装置及び包装容器製造方法に関するものである。

従来、牛乳、ジュース等の流動性を有する食品、例えば、液体食品を収容する包装容器を製造する包装容器製造装置においては、包材製造機によって製造されたウェブ状の包材が、リールの状態で充填（てん）機の繰出部にセットされ、該繰出部から前記包材が繰り出され、充填機内を液体食品の供給に同期させて搬送されるようになっている。前記包材は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂のフィルムが被覆された可撓（とう）性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔（はく）、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成される。

そして、前記包材は、繰出機によって繰り出された後、縦方向にシールされてチューブ状にされ、供給パイプによってチューブ状の包材、すなわち、筒状包材に液体食品が充填される。

ところで、前記包材をチューブ状にすると、包材の両縁が筒状包材の内外に段差を形成するが、筒状包材に液体食品が充填されるのに伴って、液体食品が前記段差を形成する包材の端面から包材内に滲み込むと、包装容器の品質が低下してしまう。

そこで、長尺状のストリップテープを前記段差を跨（また）ぐように貼着し、包材の端面が液体食品に触れるのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３１５３６３号公報

しかしながら、前記従来の包装容器製造装置においては、ストリップテープが適正な位置に貼着されないと、縦シールを良好に行うことができない。

図２は従来のストリップテープの繰出し用のリールを示す図、図３は従来のストリップテープの波打状態を示す第１の図、図４は従来のストリップテープの波打状態を示す第２の図である。

図において、１２はストリップテープ、ｈｄはストリップテープ１２のホルダであり、該ホルダｈｄにおいて、ストリップテープ１２はリール状に巻かれ、ホルダｈｄからウェブ状になって繰り出され、搬送される包材の一方の縁に貼着される。

ところが、包材は、必ずしも、正確な寸法で裁断されていないので、搬送される包材の縁の位置が変化してしまうことがあり、その場合、ストリップテープ１２を適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

また、ホルダｈｄからストリップテープ１２が繰り出されるのに伴って、リール状に巻かれたストリップテープ１２の径（以下「リール径」という。）が変化するが、リール径の大小によって、ストリップテープ１２に加わるテンションが変化する。その結果、包材に対するストリップテープ１２の位置が変化し、ストリップテープ１２を適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

さらに、ストリップテープ１２は、薄い樹脂フィルムによって形成されるので、ストリップテープ１２が繰り出されるのに伴って、図３及び４に示されるように、ストリップテープ１２の一方の縁が伸びて波打つことがある。その場合、ストリップテープ１２が蛇行し、ストリップテープ１２を適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

本発明は、前記従来の包装容器製造装置の問題点を解決して、ストリップテープを包材の適正な位置に貼着することができるとともに、縦シールを良好に行うことができる包装容器製造装置及び包装容器製造方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の包装容器製造装置においては、ウェブ状の包材の一方の縁に、薄い樹脂フィルムによって形成されたストリップテープを貼着する貼着部材と、前記包材の搬送方向における貼着部材より上流側に配設され、ストリップテープが貼着される前の包材の前記一方の縁を検出するための第１の検出部と、前記包材の搬送方向における貼着部材より下流側に配設され、包材の前記一方の縁に貼着されたストリップテープの縁を検出するための第２の検出部と、前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行う位置判定処理手段と、前記位置の判定結果に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置を矯正する位置矯正処理手段とを有する。

本発明によれば、包装容器製造装置においては、ウェブ状の包材の一方の縁に、薄い樹脂フィルムによって形成されたストリップテープを貼着する貼着部材と、前記包材の搬送方向における貼着部材より上流側に配設され、ストリップテープが貼着される前の包材の前記一方の縁を検出するための第１の検出部と、前記包材の搬送方向における貼着部材より下流側に配設され、包材の前記一方の縁に貼着されたストリップテープの縁を検出するための第２の検出部と、前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行う位置判定処理手段と、前記位置の判定結果に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置を矯正する位置矯正処理手段とを有する。

この場合、前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行い、位置の判定結果に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置を矯正するようになっているので、包材に対してストリップテープが包材の適正な位置に置かれる。したがって、ストリップテープを包材の適正な位置に貼着することができるので、縦シールを良好に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図５は本発明の実施の形態における包装容器製造装置の概念図である。

図において、１１はウェブ状の包材であり、該包材１１は、リール３１の状態でカセット３２に収容され、該カセット３２を介して充填機の図示されない繰出部にセットされる。前記包材１１は、多層構造を有し、紙基材、並びに該紙基材に樹脂フィルムを被覆することによって形成された第１の層としての最内層及び第２の層としての最外層を備える。また、必要に応じて前記紙基材と最内層との間にガスバリヤ性の樹脂、アルミ箔等から成るガスバリヤ層を形成することもできる。そして、前記紙基材と最外層との間、及び最外層の表面に、外装用の印刷が施される。

前記最内層及び最外層を形成するための樹脂フィルムとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を使用することができ、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性樹脂を使用するのが好ましい。また、該熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１等のポリオレフィンを使用するのが好ましい。そして、ポリオレフィンとしては、特にポリエチレンが好ましく、ポリエチレンとして、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン（以下、「ｍＬＬＤＰＥ」という。）等が挙げられるが、特に低密度ポリエチレン及びｍＬＬＤＰＥが好ましい。

前記繰出部から繰り出された包材１１は、図示されない送り装置によって間欠的に搬送され、ガイドローラ３４、フィードローラ３５、テンションローラ３６、曲げローラ３７等を介して印字ユニット３８に送られ、該印字ユニット３８において、包材１１の一括表示欄に包装容器３３の製造日等が印字される。そして、製造日等が印字された包材１１は、貼着装置としてのストリップアプリケータ３９に送られ、該ストリップアプリケータ３９によって、包材１１の一方の縁ｅｇ１に長尺状のストリップテープ１２が貼（ちょう）着され、仮付けされる。前記ストリップアプリケータ３９は、ストリップテープ１２が貼着される前の包材１１の縁ｅｇ１を加熱する加熱部材としてのヒータ１４、ストリップテープ１２を包材１１の縁ｅｇ１に押し付ける押付部材としての押付ローラ１５、図示されないテープ繰出機によって繰り出されたストリップテープ１２を案内する案内部材としての案内ローラｒ１、ｒ２等を備える。なお、包材１１の縁ｅｇ１はあらかじめ加熱されているので、前記押付ローラ１５がストリップテープ１２を包材１１に押し付けるだけで、ストリップテープ１２を包材１１に貼着することができる。したがって、押付ローラ１５は貼着部材として機能する。

前記ストリップテープ１２が貼着された包材１１は、曲げローラ４０、４１を介して殺菌槽４２に送られ、該殺菌槽４２において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。なお、４３は殺菌槽４２の底部トレイである。続いて、包材１１は、カレンダローラ４４を介してエヤナイフ４５に送られ、該エヤナイフ４５によって乾燥させられた後、上部成形リング４８、可動成形リング４９、分割成形リング５０及び下部成形リング５１によって徐々に変形させられてチューブ状にされ、その間に、包材１１は縦シール装置５５によって縦方向にシールされ、筒状包材１３が形成され、供給パイプ５２を介して供給された内容物としての、牛乳、ジュース等の液体食品が前記筒状包材１３内に充填される。

ところで、前記包材１１をチューブ状にすると、包材１１の両縁ｅｇ１、ｅｇ２が筒状包材１３の内外に段差を形成するが、筒状包材１３に液体食品が充填されるのに伴って、液体食品が前記段差を形成する包材１１の端面から包材１１内に滲み込むと、包装容器の品質が低下してしまう。そこで、前記ストリップテープ１２を前記段差を跨ぐように貼着して本付けし、包材１１の端面が液体食品に触れるのを防止するようにしている。

そして、前記液体食品が充填された前記筒状包材１３は、チューブ支持リング５７によって案内され、かつ、搬送され、横シール装置及び切断装置としてのシール・切断装置６１に送られ、該シール・切断装置６１によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、切断されて枕状の原型容器２３が形成される。

続いて、該原型容器２３は、最終成形搬送装置５８によって搬送されるとともに、所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する前記包装容器３３が完成する。

次に、前記ストリップアプリケータ３９の詳細について説明する。

図６は本発明の実施の形態におけるストリップテープのアプリケータを示す斜視図、図７は本発明の実施の形態におけるストリップテープのアプリケータを示す正面図、図８は本発明の実施の形態におけるストリップテープの貼着状態を示す正面図、図９は本発明の実施の形態におけるストリップテープの貼着状態を示す平面図である。

図において、１５は押付ローラ、３９はストリップアプリケータ、６２は搬送される包材１１を案内し、かつ、支持する支持フレーム、６３は該支持フレーム６２の上方に配設され、包材１１を案内する上フレームであり、前記支持フレーム６２と上フレーム６３との間に、包材１１を搬送するための搬送路が形成される。そして、６４は包材１１の他方の縁ｅｇ２に当接させて回転自在に配設された案内部材としての案内ローラであり、該案内ローラ６４は、包材１１を案内するとともに、包材１１を幅方向において位置決めするための基準位置を設定する。前記搬送路における押付ローラ１５より上流側に、前記ヒータ１４が、包材１１の搬送方向に沿って、延在させて配設される。

また、ｒａは案内部材としての案内ローラであり、前記テープ繰出機によって繰り出されたストリップテープ１２は、前記案内ローラｒａによって案内されるとともに、搬送方向が９０〔°〕変えられ、上フレーム６３に向けて搬送される。次に、ストリップテープ１２は、包材１１の縁ｅｇ１の直上において、前記案内ローラｒ１によって案内されるとともに、搬送方向が９０〔°〕変えられ、包材１１の縁ｅｇ１に沿って搬送される。続いて、前記ストリップテープ１２は、前記案内ローラｒ１によって案内されるとともに、押付ローラ１５に向けて斜め下方に搬送される。なお、前記案内ローラｒａ、ｒ１はブラケットＢｒ１によって、案内ローラｒ２はブラケットＢｒ２によって支持される。

前記押付ローラ１５は、上フレーム６３に対して揺動自在に配設されたアーム６６の先端において、回転自在に配設され、図示されない押圧力調整装置によって発生させられた押圧力でストリップテープ１２を包材１１に押し付ける。また、前記押付ローラ１５より下方には、受け部材としての図示されない支持ローラが回転自在に配設され、包材１１を下方から支える。

前記案内ローラ６４と案内ローラｒ１とは、図示されない回転伝達系によって連結され、しかも、案内ローラ６４及び案内ローラｒ１の各回転速度の比を表す回転速度比は、前記回転伝達系によって調整され、支持フレーム６２上において包材１１とストリップテープ１２とが接触したときの各搬送速度が等しくされる。したがって、包材１１の搬送に伴って、ストリップテープ１２にテンションが発生したり、しわが発生したりするのを防止することができる。

前記構成のストリップアプリケータ３９において、包材１１は、ストリップアプリケータ３９に到達すると、支持フレーム６２及び上フレーム６３によって案内され、その間に、ヒータ１４によって包材１１の縁ｅｇ１が加熱される。一方、ストリップテープ１２は、案内ローラｒａ、ｒ１、ｒ２によって案内された後、押付ローラ１５によって包材１１に押し付けられ、包材１１の熱を受け、包材１１に融着される。

ところで、包材１１は、必ずしも、正確な寸法で裁断されていないので、搬送される包材１１の縁ｅｇ２の位置が案内ローラ６４によって規制されても、縁ｅｇ１の位置が変化してしまうことがある。その場合、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれていないと、ストリップテープ１２を包材１１の適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

また、前記繰出機によってホルダｈｄ（図２参照。）からストリップテープ１２が繰り出されるのに伴って、ホルダｈｄにおけるストリップテープ１２のリール径が変化するが、リール径の大小によって、ストリップテープ１２に加わるテンションが変化すると、ストリップテープ１２が幅方向に移動することがある。その場合、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれていないと、ストリップテープ１２を包材１１の適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

さらに、ストリップテープ１２は、薄い樹脂フィルムによって形成されるので、ストリップテープ１２が繰り出されるのに伴って、ストリップテープ１２の縁ｅｇ１、ｅｇ２が伸びて波打つことがあり、それに伴ってストリップテープ１２が蛇行し、ストリップテープ１２が幅方向に移動することがある。その場合、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれていないと、ストリップテープ１２を包材１１の適正な位置に貼着することができなくなってしまう。

例えば、ストリップテープ１２の幅、すなわち、テープ幅をｗ１とし、ストリップテープ１２が包材１１に貼着される幅、すなわち、貼着幅をｗ２とし、ストリップテープ１２が包材１１からはみ出す幅、すなわち、はみ出し幅をｗ３とすると、貼着幅ｗ２は縁ｅｇ１、ｅｇ４間の距離と等しく、貼着幅ｗ２は縁ｅｇ１、ｅｇ３間の距離と等しい。

本実施の形態においては、テープ幅ｗ１が７．５〔ｍｍ〕である場合、適切な貼着幅ｗ２は３．２５〔ｍｍ〕とされ、適切なはみ出し幅ｗ３は４．２５〔ｍｍ〕とされる。ところが、前述されたように、包材１１の縁ｅｇ２の位置が変化したり、ストリップテープ１２が幅方向に移動したりすると、はみ出し幅ｗ３が４．２５±０．６５〔ｍｍ〕になり、±０．６５〔ｍｍ〕の誤差が生じることがある。

そこで、本実施の形態においては、包材１１に対するストリップテープ１２の位置を検出し、はみ出し幅ｗ３が設定された範囲内に収まるように、ストリップテープ１２の位置を制御するようにしている。そのために、前記案内ローラｒ２を軸方向（図７における矢印Ａ方向）に移動させることができるように、位置調整用の駆動部７１が配設され、該駆動部７１によって案内ローラｒ２のシャフト７２を移動させるようにしている。なお、前記駆動部７１としてリニアモータを使用したり、ステップモータ、ボールねじ等を組み合わせたものを使用したりすることができる。

図１は本発明の実施の形態におけるストリップテープの位置制御装置の概略図、図１０は本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第１の図、図１１は本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第２の図、図１２は本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第３の図である。

図１において、矢印は包材１１の搬送方向、１２はストリップテープ、１４はヒータ、１５は押付ローラ、１６は支持ローラであり、押付ローラ１５と支持ローラ１６との間に押付部ｐ１が形成される。また、７１は駆動部、７３は制御部、７４は包材１１の搬送方向における前記押付部ｐ１より上流側において、包材１１を挟んで配設された第１の検出部としてのエッジセンサ、７５は包材１１の搬送方向における前記押付部ｐ１より下流側において、包材１１を挟んで配設された第２の検出部としてのエッジセンサである。

前記エッジセンサ７４は、光センサから成り、包材１１より下方において、包材１１の縁ｅｇ１の近傍に配設された第１の検出要素としての発光部８１、及び包材１１より上方において、前記発光部８１と対向させて配設された第２の検出要素としての受光部８２を備える。図１１に示されるように、包材１１の幅方向にわたって、発光部８１から所定の幅の光が放射され、該光の一部が包材１１の縁ｅｇ１に当たり、遮られ、残りの光が受光部８２に入射される。

また、前記エッジセンサ７５は、光センサから成り、包材１１及びストリップテープ１２より下方において、ストリップテープ１２の非貼着側の縁ｅｇ３の近傍に配設された第１の検出要素としての発光部８３、及び包材１１及びストリップテープ１２より上方において、前記発光部８３と対向させて配設された第２の検出要素としての受光部８４を備える。図１２に示されるように、包材１１の幅方向にわたって、発光部８３から所定の幅の光が放射され、該光の一部がストリップテープ１２の縁ｅｇ３に当たり、遮られ、残りの光が受光部８４に入射される。

そして、前記制御部７３の図示されないエッジ検出処理手段は、エッジ検出処理を行い、前記受光部８２の出力を読み込み、包材１１の縁ｅｇ１を検出し、前記受光部８４の出力を読み込み、ストリップテープ１２の縁ｅｇ２を検出する。

続いて、前記制御部７３の図示されないはみ出し幅算出処理手段は、はみ出し幅算出処理を行い、縁ｅｇ１、ｅｇ３の関係からはみ出し幅ｗ３を算出するとともに、制御部７３の図示されない貼着幅算出処理手段は、貼着幅算出処理を行い、ストリップテープ１２の幅ｗ１からはみ出し幅ｗ３を減算することによって、貼着幅ｗ２を算出する。

そして、前記制御部７３の図示されない位置判定処理手段は、位置判定処理を行い、包材１１に対するストリップテープ１２の位置の判定を行う。そのために、前記位置判定処理手段は、前記はみ出し幅ｗ３と設定値とを比較し、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まるかどうかを判断することによって、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれているかどうかを判断する。

続いて、前記制御部７３の図示されない位置矯正処理手段は、位置矯正処理を行い、前記位置判定処理における位置の判定結果に基づいて、ストリップテープ１２の包材１１に対する位置を矯正する。すなわち、前記位置矯正処理手段は、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まらず、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれていない場合、駆動部７１を駆動し、シャフト７２を移動させて案内ローラｒ２の位置を調整し、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まり、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれるようにする。

このように、包材１１に対してストリップテープ１２が適正な位置に置かれるので、ストリップテープ１２を包材１１の適正な位置に貼着することができる。したがって、縦シールを良好に行うことができる。

なお、本発明は前記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。

本発明の実施の形態におけるストリップテープの位置制御装置の概略図である。 従来のストリップテープの繰出し用のリールを示す図である。 従来のストリップテープの波打状態を示す第１の図である。 従来のストリップテープの波打状態を示す第２の図である。 本発明の実施の形態における包装容器製造装置の概念図である。 本発明の実施の形態におけるストリップテープのアプリケータを示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるストリップテープのアプリケータを示す正面図である。 本発明の実施の形態におけるストリップテープの貼着状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態におけるストリップテープの貼着状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第１の図である。 本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第２の図である。 本発明の実施の形態におけるエッジ検出装置の原理を説明する第３の図である。

符号の説明

１１ 包材
１２ ストリップテープ
１５ 押付ローラ
６４、ｒ１、ｒ２、ｒａ 案内ローラ
７１ 駆動部
７４、７５ エッジセンサ

Claims (5)

1. （ａ）ウェブ状の包材の一方の縁に、薄い樹脂フィルムによって形成されたストリップテープを貼着する貼着部材と、
   （ｂ）前記包材の搬送方向における貼着部材より上流側に配設され、ストリップテープが貼着される前の包材の前記一方の縁を検出するための第１の検出部と、
   （ｃ）前記包材の搬送方向における貼着部材より下流側に配設され、包材の前記一方の縁に貼着されたストリップテープの縁を検出するための第２の検出部と、
   （ｄ）前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行う位置判定処理手段と、
   （ｅ）前記位置の判定結果に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置を矯正する位置矯正処理手段とを有することを特徴とする包装容器製造装置。
2. 前記第１の検出部は包材を挟んで、第２の検出部はストリップテープを挟んで配設される請求項１に記載の包装容器製造装置。
3. （ａ）前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材からの前記ストリップテープのはみ出し幅を算出するはみ出し幅算出処理手段を有するとともに、
   （ｂ）前記位置判定処理手段は、前記はみ出し幅に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行う請求項１に記載の包装容器製造装置。
4. （ａ）前記ストリップテープを案内する案内部材と、
   （ｂ）該案内部材を移動させる駆動部とを有するとともに、
   （ｃ）前記位置矯正処理手段は、前記位置の判定結果に基づいて、駆動部を駆動する請求項１に記載の包装容器製造装置。
5. 貼着部材によってウェブ状の包材の一方の縁に、薄い樹脂フィルムによって形成されたストリップテープを貼着するようにした包装容器製造方法において、
   （ａ）前記包材の搬送方向における貼着部材より上流側において、ストリップテープが貼着される前の包材の前記一方の縁を検出し、
   （ｂ）前記包材の搬送方向における貼着部材より下流側において、包材の前記一方の縁に貼着されたストリップテープの縁を検出し、
   （ｃ）前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置の判定を行い、
   （ｄ）前記位置の判定結果に基づいて、包材に対する前記ストリップテープの位置を矯正することを特徴とする包装容器製造方法。

Images