JP5028648B2 - ブランク処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば紙にポリエチレン樹脂がラミネートされた積層シートからなるブランクに加熱処理等の処理を施すブランク処理装置に関する。

食品や飲料等を収容する容器として、扇形状のサイドブランクと、円形状のボトムブランクとの所定箇所が接着されて組み付けられ、円形の底部材と筒状の胴部材とから構成されるカップ容器が知られている。

このようなカップ容器を成型するブランク処理装置としての容器成型装置では、紙にポリエチレン等の樹脂がラミネートされて構成された積層シートからなるサイドブランクやボトムブランクが回転テーブルに保持され、所定の搬送経路に沿って搬送されるとともに、この経路に沿って設けられたヒータ機構等の処理部にいいて所定の処理が施される（例えば、特許文献１参照）。

ブランクが回転テーブルの把持部に把持されるとともにブランク支持部に載置された状態で、上方に設けられたヒータ機構によりホットエアが吹き付けられ、加熱対象部位のポリエチレンが溶融し接着可能となる。加熱対象部位は、例えば、扇形状のサイドブランクの下端縁部分と一方の側縁部分を含むＬ字状に構成された部位であり、サイドブランクの側縁同士が接着されるとともに下縁部分とボトムブランクの周縁とが接着され、立体形状のカップ部材が組み立てられる。図７に示すように、通常、ブランク支持部200は、複数の金属管201が、互いに所定の間隔をあけて並列配置されて構成されている。これらの金属配管の上方にサイドブランクが載置され、支持されている。
特開平７−２２３６８３号公報

しかしながら、上述したブランク処理装置においては、次のような事情があった。すなわち、所定の間隔をあけて並列された金属管で成る支持部では、ブランクの下面のうち支持される部分と支持されない部分とが生じる。したがって、ホットエアが吹き付けられる圧力により支持されていない部分のブランクが撓みやすく、ブランクが変形する原因となる。したがって、加熱対象部位を精度よく加熱することが困難である。

そこで、本発明は、加熱対象部位を精度よく加熱することができるブランク処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、シート材からなるブランクの一方の主面の加熱対象部位にホットエアを吹き付けて加熱するヒータ機構と、前記ブランクの他方の主面側を支持する板状のブランク支持部と、を備え、前記ブランク支持部はその内部に冷却水が流通する通路が形成され、前記通路は、前記加熱対象部位から離れて配置されていることを特徴とする。

本発明の他の一形態は、前記ブランク支持部に対向して配され前記ブランクが水平となるように前記ブランクの一方側の端縁を保持する保持機構を備え、前記ヒート機構は保持された前記ブランクの前記加熱対象部位の上方に配置され、前記支持部は前記ブランクの下方であって、前記加熱対象部位の直下から離れて配置されて前記ブランクの他方側における下面を支持することを特徴とする。

本発明の他の一形態は、前記ブランク支持部は、少なくとも前記ブランクを支持する際に前記ブランクに接触する面がフッ素樹脂を含む材料で構成されていることを特徴とする。

本発明は、上記構成により、ブランクの加熱対象部位を精度よく加熱することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態にかかるブランク処理装置としての容器成型装置１について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、各図における矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を示す。

容器成型装置１は、複数の処理ステーションを備え、例えば、紙を主体とする積層シート１０１（シート材）からなる扇形状のサイドブランク１０２（ブランク）と、同様の積層シート１０１からなる円形状のボトムブランク１０３とを組み付け、図８に示すような、上方に向けてやや開いた略筒状の胴部材１０４と、円形状のボトムブランク１０３の周縁部１０３ａを下向きに折り曲げることにより起立させた底部材１０５とからなるカップ容器１００を成型する。積層シート１０１は、例えば紙にポリエチレン樹脂をラミネートしたものである。

容器成型装置１は、サイドブランク１０２に予熱等の所定処理を施す第１処理ステーション１０と、サイドブランク１０２を円筒状に成型するとともにボトムブランク１０３と組み付ける第２処理ステーション６０と、これらが組みつけられて立体成型されたカップ部材１０６の端部を処理する第３処理ステーション８０と、第１処理ステーション１０にサイドブランク１０２を供給するサイドブランク供給部４０（ブランク供給装置）と、第２処理ステーション６０にボトムブランク１０３を供給するボトムブランク供給部５０と、第３処理ステーション８０で所定の処理がなされたカップ部材１０６を受けるスタッキング部９０と、を備えて構成されている。

容器成型装置１のサイドブランク１０２の搬送方向に沿って、上流側から、サイドブランク供給部４０、第１処理ステーション１０、第２処理ステーション６０、第３処理ステーション８０、スタッキング部９０、の順で配置されている。第１乃至第３処理ステーション１０，６０、８０は、ブランク１０２，１０３やカップ部材１０６を保持した状態で回転テーブル１１，６１，８１を間欠的に回転運動させることにより、その外周方向に沿ってこれらを搬送する機能を有する。なお、サイドブランク供給部４０側における回転方向は矢印Ｙに沿う方向となり、接離方向すなわちテーブル４５の矢印Ｘに沿う移動方向と交差する方向となる。ボトムブランク供給部５０は、第２処理ステーション６０の近傍に設けられている。

サイドブランク供給部４０は、積層シート１０１が打ち抜き加工等により上辺及び下辺が湾曲した扇形状の四角形に形成されてなるサイドブランク１０２が複数枚ストックされるブランクストック部４１と、第１処理ステーション１０に対して接離方向に矢印Ｘに沿って移動可能な四角形状の供給ステージ４２と、ブランクストック部４１のサイドブランク１０２を上方から一枚ずつ所定のタイミングで供給ステージ４２へ載置するブランクフィード部４３とを備えて構成されている。所定箇所にサイドブランク１０２が載置された状態で供給ステージ４２が第１処理ステーションに近接することによりサイドブランク１０２が第１処理ステーション１０に供給される。

第１処理ステーション１０は図中矢印Ｒ１で示す反時計回りに回転する円形状の回転テーブル１１と、この回転テーブル１１を回転させる駆動機構（不図示）１２と、回転テーブル１１に、その外周に沿って複数設けられサイドブランク１０２を回転テーブル１１に把持固定する複数の把持機構１３と、を備えている。また、第１処理ステーション１０は、回転テーブル１１の外周に沿って左側端部から回転方向Ｒ１下流側に向かって順番に、把持ステージ１４、第１及び第２のヒーティングステージ１５、１６、及びシールステージ１７を備えている。

第１及び第２のヒーティングステージ１５，１６は、サイドブランク１０２の上方に配される第１及び第２のプレヒータ機構２０，２０（ヒータ機構）と、サイドブランク１０２の下方を支持する支持機構２１を備えている。なお、図１においてはプレヒータ機構２０，２０を省略して示す。

プレヒータ機構２０は、サイドブランク１０２の所定箇所にホットエアを吹きつけることにより、図４等に示すサイドブランク１０２の所定の加熱対象部位Ａを、例えば３００℃〜４００℃に加熱し、塗布されたポリエチレン樹脂を溶融させる。加熱対象部位Ａは、例えば、サイドブランク１０２の両側縁１０２ａと、下縁１０２ｂ含むコ字状を成す。例えば、側縁１０２ａは一列のノズル孔２４ａで加熱し、下縁１０２ｂ近傍は２列のノズル孔２４ａで加熱される。

２つのプレヒータ機構２０は、複数のヒータ本体２３と、加熱対象部位Ａに沿って複数並列形成され、側縁１０２ａに対向する一列及び下縁１０２ｂに対抗する２列のノズル孔２４ａを有するノズル部２４を備えている。ノズル孔２４ａは加熱対象部位Ａの直上に配置され、ヒータ本体２３から排出されるホットエアは、ノズル部２４のノズル孔２４ａを通って下方のサイドブランク１０２の加熱対象部位Ａに吹き付けられる。したがって加熱対象部位Ａは１０２ａにおいては一列、下縁１０２ｂにおいては２列で構成される。

図３に示すように、支持機構２１は、把持機構１３に湾曲の内側端部が把持された扇形状のサイドブランク１０２の、中央部分１０２ｃと湾曲外側の部分１０２ｄを載置可能な、扇形の板状のブランク支持部材２５を備えている。

サイドブランク１０２が把持機構１３に把持された状態において、ブランク支持部材２５の側縁部は、サイドブランク１０２の側縁１０２ａから、例えば１．５ｍｍ〜７ｍｍ程度、離れて位置している。本実施形態では、好適な一例として、３ｍｍ離間している。また、ブランク支持部材２５の湾曲内側の端縁は、サイドブランク１０２の湾曲内側の下縁１０２ｂから、例えば１．５ｍｍ〜７ｍｍ程度、離れて位置している。本実施形態では、好適な一例として、３ｍｍ離間している。すなわち、支持部材２５は、ホットエアが吹き付けられる加熱対象部位Ａの直下よりも内側に位置して配置され、サイドブランク１０２のうち側縁１０２ａ、下縁１０２ｂを含む加熱対象部位Ａの直下はブランク支持部材２５に支持されていない。

ブランク支持部材２５はフッ素樹脂を含む材料で構成されている。ブランク支持部材２５の内部であって、加熱対象部位Ａに近い周縁部分に、通路２７が形成されている。通路２７は、扇形状のブランク支持部材２５の両側部の側縁部分２５ａと湾曲内側縁部分２５ｂに設けられている。この通路２７の一端側２７ａから他端側２７ｂに向かって通路部内側において２５℃程度の冷却水が流れることにより、加熱対象部位Ａ以外のサイドブランク１０２の表面やブランク支持部材２５が冷却される。

回転テーブル１１の回転により、サイドブランク供給部４０から供給されて把持機構１３に把持されたサイドブランク１０２が、回転テーブル１１の外周に沿って矢印Ｒ１方向に搬送されるとともに、それぞれの処理ステージにおいて、ヒーティング工程、シール工程がそれぞれ行われる。シールされて立体的に組み合わされたカップ部材１０６はマンドレル６３に保持されて第２処理ステーション６０に移動する。

第２処理ステーション６０は、図中矢印Ｒ２で示す時計回りに回転する円形状の回転テーブル６１と、この回転テーブル６１を回転させる駆動機構（不図示）６２と、回転テーブル６１の外周に沿って設けられ回転テーブル６１の外周から外側方向に突出して延びる複数の保持部としてのマンドレル６３を備えている。

第２処理ステーション６０は、左端の第１処理ステーション１０近傍から、回転テーブル６１の外周に沿って回転方向下流側に向かって順番に、シールステージ１７、インカールステージ６４、ローレットステージ６５、エアシュータステージ６６を備えている。シールステージ１７よりも回転方向上流側であって図１中下方側にはボトムブランク保持ステージ６８が設けられている。このボトムブランク保持ステージ６８の近傍に、ボトムブランク供給部５０が設けられている。

マンドレル６３は図示しない吸着機構を備え、ボトムブランク保持ステージ６８においてはボトムブランク供給部５０から供給されたボトムブランク１０３を吸着保持し、シールステージ１７においては巻きつけられたサイドブランク１０２を保持し、さらにシールステージ１７よりも下流においてはサイドブランク１０２とボトムブランク１０３が組み合わされたカップ部材１０６を保持するとともに、回転テーブル６１の回転に伴ってこれらを搬送する。

インカールステージ６４には、マンドレル６３の先端部に位置するサイドブランク１０２の下端縁部をボトムブランク１０３の周縁の内側に巻き込むインカール機構６９が設けられている。ローレットステージ６５には、インカールステージ６４で巻き込まれたサイドブランク１０２の下縁部分をかしめるローレット機構７１が設けられている。エアシュータステージ６６では、エアシュータ７２でエアーを吹き付けることによりマンドレル６３からカップ部材１０６を外周方向に配置された第３処理ステーション８０に送る。

第３処理ステーション８０は図中矢印Ｒ３で示す時計回りに回転する円形状の回転テーブル８１と、この回転テーブル８１を回転させる駆動機構（不図示）と、円形の回転テーブル８１にカップ部材１０６を起立状態で保持する起立保持機構８３とを備えている。また、第３処理ステーション８０は、回転テーブル８１の外周に沿って左側端部から回転方向下流側に向かって順番に、塗布ステージ８４、プレカールステージ８５、フィニッシュカールステージ８６を備えている。

塗布ステージ８４には、カップ部材１０６に、加工性及びスリップ性を向上する流動パラフィンを塗布する塗布機構８７が設けられている。プレカールステージ８５には、カップ部材１０６のトップ部をカールさせるプレカール機構８８が設けられている。フィニッシュカールステージ８６には、プレカールステージ８５でカールされたトップ部をさらにかしめるフィニッシュカール機構８９が設けられている。

このように構成された容器成型装置１では、まずブランクストック部４１に置かれサイドブランク１０２を一枚ずつ上方から供給ステージ４２に載置する。このとき、供給ステージ４２に設けられた位置決めピンによりサイドブランク１０２の位置が規制される。ブランクが所定位置に載置されると、供給ステージ４２が第１処理ステーション１０に向かって図中Ｘ方向に移動する。このＸ方向の移動により第１処理ステーション１０の把持ステージにサイドブランク１０２が供給されると、サイドブランク１０２が把持機構で把持される。

ついで、サイドブランク１０２が把持機構で把持された状態で、回転テーブルが回転駆動されることにより、サイドブランク１０２が下流の第１及び第２のヒーティングステージへ順次搬送される。

第１及び第２のヒーティングステージ１５，１６において、プレヒータ機構２０，２０により加熱対象部位Ａが加熱される。すなわち、ヒータ本体２３から排出されるホットエアが、ノズル孔２４ａから下方のサイドブランク１０２の加熱対象部位Ａに吹き付けられ、加熱対象部位Ａを３００℃〜４００℃に加熱し、表面に塗工されたポリエチレン樹脂を溶融する。

ここで、支持機構２１のブランク支持部材２５はノズル孔２４ａの直下には設けられていないため、ホットエアによる熱がブランク支持部材２５へ伝達することが妨げられる。さらに支持部材２５内部には冷却水が流れているためサイドブランク１０２の加熱対象部位Ａ以外の部分やブランク支持部材２５が冷却され、加熱対象部位Ａのみを効率よく加熱できる。

ヒート工程の終了後、回転テーブル１１の回転により、ポリエチレンが溶融した状態のサイドブランク１０２がさらに下流のシールステージ１７に搬送される。

一方、ボトムブランク供給部５０では、円形のシート材の周縁部を下向きに折り曲げることにより起立して構成されたボトムブランク１０３が、一枚ずつマンドレル６３に供給される。ボトムブランク１０３がマンドレル６３に吸着保持された状態で、回転テーブルが回転し、ボトムブランク１０３付のマンドレル６３がシールステージ１７へ搬送される。

このシールステージ１７では、第１処理ステーション１０でプレヒートされたサイドブランク１０２が、第２処理ステーション６０のマンドレル６３に巻きつけられ、金型によりサイドブランク１０２の下縁とボトムブランク１０３の周縁とが接着されるとともに、サイドブランク１０２の両側縁同士接着される。以上により、サイドブランク１０２とボトムブランク１０３とがカップ状に一体に立体成型される。

シールステージ１７でカップ状に成型されたカップ部材１０６は、回転テーブル６１の回転により下流のインカールステージ６４へ送られる。ここでは、インカール機構６９により、ボトムブランク１０３の周縁部を覆うようにしてサイドブランク１０２の下周縁部が内方に折り曲げられる。

インカール工程後のカップ部材１０６は、回転テーブル６１の回転でさらに下流側のローレットステージ６５へ送られる。ここでは、ローレット機構７１により、内側に折り込まれたサイドブランク１０２の下縁端部１０２ｂと、ボトムブランク１０３の周縁部１０３ａがかしめられ、所定の強度を有する環状脚部が形成される。

回転テーブル６１の回転によりカップ部材１０６がさらに下流へ送られ、エアシュータ７２により第３処理ステーション８０へ搬送され、起立した状態で保持される。

第３処理ステーション８０の回転テーブル８１の回転により、カップ部材１０６は塗布ステージ８４へ送られる。ここで、塗布機構８７により流動パラフィンが塗布される塗布処理が行われる。

ついで、回転テーブル８１の回転によりカップ部材１０６がプレカールステージ８５に送られ、プレカール機構８８により、カップ部材１０６の上端口縁のトップ部分１０２ｄが外方に巻き込まれるプレカール処理がされる。さらに下流側のフィニッシュカールステージ８６に送られ、トップ部分１０２ｄがかしめられ、所定の強度を有する口縁部が形成される。容器成型装置１では上記のようにして例えば毎分１２０個の図７に示すカップ容器１００が成型される。

本実施形態にかかる容器成型装置１及びブランク供給部は以下に掲げる効果を奏する。

すなわち、ブランク支持部材２５は板状であってサイドブランク１０２を面で支えることにより、サイドブランク１０２の下面全体が均一に支持されるため、ホットエアの圧力によるサイドブランク１０２の変形を防ぐことができる。このため所望の加熱対象部位Ａに正確にホットエアを吹き付けることができる。

また、内部に冷却用の通路２７が形成された構成とするため、加熱対象部位Ａ以外の部分が必要以上に加熱されるのを防ぐことができる。

さらにブランク支持部材２５は加熱対象部位Ａやノズル孔２４ａの直下を避けて配置されているためブランク支持部材２５が必要以上に加熱されるのを防ぐことができる。

なお、上記実施形態ではブランク処理装置として扇形のサイドブランク１０２と円形のボトムブランク１０３を組み合わせてカップを成型する容器成型装置１を例示したが、これに限られるものではなく他の成形品、成型装置にも適用できる。

なお本発明を実施するにあたり、格構成部材の具体的な形状や各種フレーム部材の断面形状など本発明の構成要素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の実施形態にかかる容器成型装置の構成を示す平面図。 同容器成型装置のヒーティングステージを示す断面図。 同ヒーティングステージの支持機構示す平面図。 同支持機構を拡大して示す平面図。 同ヒーティングステージの支持機構を示す側面図。 本発明の実施形態にかかる容器成型装置で成型されたカップ容器を一部切欠して示す斜視図。 支持機構の一例を示す平面図。

符号の説明

Ａ…加熱対象部位、１…容器成型装置、１３…把持機構、２０…プレヒータ機構、
２１…支持機構、２３…ヒータ本体、２４ａ…ノズル孔、２４…ノズル部、
２５…ブランク支持部材、２７…通路、１０２…サイドブランク。

Claims (3)

1. シート材からなるブランクの一方の主面の加熱対象部位にホットエアを吹き付けて加熱するヒータ機構と、
   前記ブランクの他方の主面側を支持する板状のブランク支持部と、
   を備え、
   前記ブランク支持部はその内部に冷却水が流通する通路が形成され、
   前記通路は、前記加熱対象部位から離れて配置されていることを特徴とするブランク処理装置。
2. 前記ブランク支持部に対向して配され前記ブランクが水平となるように前記ブランクの一方側の端縁を保持する保持機構を備え、
   前記ヒート機構は保持された前記ブランクの前記加熱対象部位の上方に配置され、
   前記支持部は前記ブランクの下方であって、前記加熱対象部位の直下から離れて配置されて前記ブランクの他方側における下面を支持することを特徴とする請求項１記載のブランク処理装置。
3. 前記ブランク支持部は、少なくとも前記ブランクを支持する際に前記ブランクに接触する面がフッ素樹脂を含む材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブランク処理装置。

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