JP5430577B2

JP5430577B2 - 電気式に加熱可能な接着剤塗布ローラを備えたラベリング装置

Info

Publication number: JP5430577B2
Application number: JP2010532497A
Authority: JP
Inventors: クレーマー・クラウス
Original assignee: カーハーエス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP2011502893A; CN101835690B; EP2209718B1; DE102007054147A1; WO2009062640A1; BRPI0817349A2; RU2430864C1; BRPI0817349A8; PL2209718T3; US9725200B2; EP2209718A1; CN101835690A; US20100282363A1

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の、電気式に加熱可能な接着剤塗布ローラを備えたラベリング装置に関するものである。

ラベリング設備に使用されるラベリング装置については、様々な実施形態が知られている。また、必要な接着剤フィルムを直接的又は間接的にラベル上に塗布する接着剤塗布ローラも知られており、このようなものにおいては、使用される接着剤の種類に応じて、接着剤を接着剤塗布ローラに供給するだけでなく、接着剤塗布ローラを加熱する必要がある。

接着剤塗布ローラを備えたラベリング装置用の接着剤塗布装置が知られており（特許文献１）、この接着剤塗布装置において回転駆動されるローラ部材は、電気式の加熱装置によってその外面部が誘導加熱されるようになっている。ここで、この加熱装置はローラ部材と共に回転しないよう固定されており、加熱は、誘導加熱によりなされる。

この場合、加熱装置と、加熱出力を制御するための温度センサとが、それぞれ接着剤塗布ローラ又は回転駆動されるローラ部材の外部及びローラ部材の接着剤塗布面のすぐ隣に位置し、特に接着剤による汚れ及び外力による機械的な損傷の危険にさらされてしまうという欠点がある。

また、従来の接着剤塗布装置においては、接着剤塗布ローラにおける回転するローラ部材の軸方向高さ全体にわたって加熱装置が延設されているため、ローラ部材の中心軸方向に相互に接して連続する範囲を個々に温度制御することができないものとなっている。したがって、このような従来の接着剤塗布装置においては、加熱装置がローラ部材の周囲に固定して配置されているために、加熱装置に直接接する範囲のみしか加熱されず、接着剤塗布面全体の加熱のためにローラ部材を一回転させる必要があり、ラベリング装置の運転時に比較的長い加熱時間を要してしまうという欠点がある。

さらに、誘導加熱されるローラが知られており（特許文献２〜７）、これにおいては、少なくとも１つの誘導コイルがローラ本体部内に加熱要素として配置されている。ただし、この公知のローラは、接着剤塗布用のローラではなく、このローラ上を案内される繊維材料を加熱するもの、印刷機のドラムを加熱するもの、つや出しローラを加熱するもの、又は繊維材料から成る帯状物を製造するためのローラを加熱するものである。

独国実用新案第２９８２２９０６号明細書特開２００２−１７０６５９号公報米国特許第３７９０７３６号明細書独国特許第３７４１２３２号明細書独国実用新案第２０２１７９６６号明細書欧州特許出願公開第１１６８８８９号明細書米国特許出願公開第２００６／０２７６３１７号明細書

本発明は上記欠点にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、上記欠点を解消することが可能であるとともに、汚れ及び機械的な損傷から保護するよう加熱装置を収容しつつ接着剤塗布ローラの加熱時間を短縮することが可能なラベリング装置を提供することにある。

上記目的は、請求項１記載の特徴を有するラベリング装置によって達成される。

なお、本発明の他の構成、利点及び実施形態については、遺憾尾説明及び図面に記載されている。そして、以下の説明及び図面におけるすべての特徴自体又はその適宜の組合せは、基本的に本発明の対象であり、請求項における記載から独立したものである。また、請求項の記載は、明細書の一部に対してなされている。

本発明によれば、汚れ及び機械的な損傷から保護するよう加熱装置を収容しつつ接着剤塗布ローラの加熱時間を短縮することが可能である。

本発明による加熱可能な接着剤塗布ローラと共に示すラベリング装置の平面図である。図１に示すラベリング装置における加熱可能な接着剤塗布ローラの断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

容器２へのラベルの貼付を行うラベリング設備が符号１で示されており、容器２が、所定の軸中心線回りに回転するロータ３上に保持されつつラベリング装置４を通過するようになっている。

図２には加熱される接着剤塗布ローラ１０の断面図が示されており、この接着剤塗布ローラ１０は、基本的に、不図示の駆動装置によって当該接着剤塗布ローラ１０の軸中心線ＬＡ回りに回転する鉢状のローラ部材１１と、円筒状の外面部１２．１及び内面部１２．２を備えたリングセグメント１２と、前記軸中心線ＬＡに対して垂直に配置されつつ端面においてリングセグメント１２に結合された円盤状の底面セグメント１３とで形成されている。ここで、リングセグメント１２の外面部１２．１は、接着剤塗布ローラ１０における、エッジ部１０．１を介して接着剤が塗布された円筒状の外面部あるいは接着剤塗布面である。

ところで、底面セグメント１３において、ローラ部材１１が前記軸中心線ＬＡと同軸に配置された軸部１４に固定されており、この軸部１４は、ラベリング装置４のフレーム部（不図示）に回転可能に支持されているとともに、駆動部（不図示）に接続されている。また、リングセグメント１２の壁面部には、電気式の温度センサ１６．１〜１６．３を収容するために、前記軸中心線ＬＡに対して平行な少なくとも１つの長穴１５が延設されている。そして、リングセグメント１２の温度に相当する計測信号は、ロータリトランスミッタ１７を介して個々に、及び例えば容量型、誘導型等の適当な様式で特に非接触式に計測・制御ユニット１８に伝達され、接着剤塗布ローラ１０又はローラ部材１１が制御されつつ加熱されることになる。

ここで、ロータリトランスミッタ１７は、例えば、軸部１４に設けられつつローラ部材１１内で少なくとも１つの温度センサ１６．１〜１６．３に接続されたロータ１７．１と、計測信号を伝達するために計測・制御ユニット１８に接続されたステータ１７．２とで構成されている。

ローラ部材１１又は接着剤塗布ローラ１０の外面部あるいは接着剤塗布面を形成しているリングセグメント１２の加熱は、複数の誘導コイル１９．１〜１９．３による誘導加熱によりなされる。ここで、この誘導コイル１９．１〜１９．３は、リングセグメント１２を包囲する、ローラ部材１１における内部空間２０内、及び特に接着剤である汚れに対する保護を担う空間内に収容されている。すなわち、前記軸中心線ＬＡ方向に互いにずらされ、かつ、互いに間隔を置いて配置された円筒状の誘導コイル１９．１〜１９．３は、その各中心軸が前記軸中心線ＬＡと同軸となるよう設定されている。

また、これら誘導コイル１９．１〜１９．３は、コア部２１における円筒状の外面部において保持される。このコア部２１は、その中心軸が前記軸中心線ＬＡと同軸となるようローラ部材１１の上方の開口部から内部空間２０へ挿入されているとともに、コア部２１の上端部は、ローラ部材１１と共に回転しないよう接着剤塗布ステーション７の支持アームあるいは支持部２２に保持されている。

出力制御ユニット２３によってそれぞれ個々に制御される誘導コイル１９．１〜１９．３は、加熱装置１９を形成しているとともに、リングセグメント１２の内面部１２．２の外面部において互いに隣り合っており、かつ、この内面部１２．２から離間している。さらに、各誘導コイル１９．１〜１９．３にはそれぞれ少なくとも１つの温度センサ１６．１〜１６．３が割り当てられており、この各温度センサ１６．１〜１６．３は、図示の実施形態においては、それぞれ各誘導コイル１９．１〜１９．３の軸方向高さと同じか又はほぼ同じ高さに配置されている。

すなわち、各温度センサ１６．１〜１６．３は、その温度測定範囲において、それぞれ割り当てられた誘導コイル１９．１〜１９．３の、ほぼ前記軸中心線ＬＡに直交する中央平面内に配置されている。

また、ローラ部材１１あるいはリングセグメント１２を加熱するために、誘導コイル１９．１〜１９．３には、出力制御ユニット２３によって、例えばそれぞれ５０Ｈｚの交流電流が印加されて交番磁界及び特にリングセグメント１２内での渦電流が発生し、この渦電流は、出力損失によるリングセグメント１２の加熱に作用する。なお、隣り合った誘導コイル１９．１，１９．３は、出力制御ユニット２３によって、それぞれ互いに逆に制御される。また、特に、温度に応じた誘導コイル１９．１〜１９．３を流れる電流の制御は、例えば位相制御によってなされる。

交番磁界のための十分大きな磁場（磁束）を確保するために、少なくともコア部２１は、少なくともその外面が高い磁性を有する材料で形成されている。また、交番磁界によって主にリングセグメント１２内で渦電流を発生させ、かつ、コア部２１内で渦電流を発生させないようにするために、コア部２１は、当該コア部２１内で、誘導コイル１９．１〜１９．３の交番磁界による渦電流のための閉じた電流路が形成されないか、ほぼ形成されないようにその材料が選定され、及び／又はその構造が設定されている。

さらに、リングセグメント１２は、各交番磁界に対してできる限り大きな磁場を発生させるために、高い磁性及び高い電導性を有し、できる限り大きな渦電流を発生することが可能な材料又はその組合せで構成されている。

ところで、個々に制御可能な多数の誘導コイル１９．１〜１９．３を用いることで、貼付するラベル及びその軸方向幅すなわちリングセグメント１２の外面部１２．１における接着剤塗布部が前記軸中心線ＬＡ方向に有する幅に応じて誘導コイル１９．１〜１９．３を適当に制御することで、例えば電気エネルギーの削減のために一部のみを加熱したり、前記外面部１２．１の軸方向高さ全体にわたる均一な温度変化のために、例えば外側の両誘導コイル１９．１，１９．３に対して大きな電力を供給する一方、中央の誘導コイル１９．２には適当に削減した電力を供給するように設定できる。

接着剤塗布ローラ１０によれば、従来の接着剤塗布ローラに比して以下のような利点が得られる。
− 誘導加熱により、特に軸部１４の軸受など加熱の必要のない部材を加熱することなく、リングセグメント１２の外面部１２．１などの加熱の必要な箇所で接着剤塗布ローラ１０を迅速かつ直接過熱することが可能である。
− 誘導コイル１９．１〜１９．３によって、リングセグメント１２の全周にわたる加熱をすることができる。
− 誘導コイル１９．１〜１９．３及びこれらにそれぞれ割り当てられた温度センサ１６．１〜１６．３により多数の独立して制御可能な加熱域が形成されるため、前記外面部１２．１における前記軸中心線ＬＡ方向の温度レベル又は温度変化を最適に調整することができる。
− リングセグメント１２内に収容された温度センサ１６．１〜１６．３によって温度を計測するため、精度の高い温度測定が可能である。
− 接着剤塗布ローラ１０あるいはローラ部材１１全体の加熱及び温度に応じた制御に関わる部材を、汚れや機械的な損傷から保護されるよう収容することが可能である。すなわち、図示の実施形態においては、誘導コイル１９．１〜１９．３がロール部材１１の内部空間２０内に収容されているとともに、温度センサ１６．１〜１６．３が少なくとも１つの長穴１５内に収容されている。
− 加熱及び／又は温度制御に関わるいかなる部材も汚れやすい接着剤塗布ステーション７の内部範囲に位置することがない。
− ローラ部材１１の加熱時間を最大５分にまで削減することができる。一方、接着剤塗布ローラを備えた従来の接着剤ステーションにおいては、加熱時間が３０〜４５分程度必要であった。
− したがって、本発明によれば、接着剤塗布ステーション７あるいはラベリング装置の処理能力の大幅な向上を図ることが可能である。
− 本発明による接着剤塗布ローラ１０において加熱すべき範囲、すなわちリングセグメント１２及びその外面部１２．１を集中的に加熱するので、加熱に必要な出力を提言することができ、エネルギーの削減につながる。すなわち、例えば接着剤塗布ローラ１０の加熱能力をこれまでの１．２ｋＷから０．５ｋＷに低減することが可能である。

以上、本発明を１つの実施例に基づき説明したが、そのほか多様な変更及び多数のバリエーションが考えられる。例えば、上記実施例では、誘導コイル１９．１〜１９．３には交流電流を印加していたが、基本的には、回転するローラ部材１１における誘導コイル１９．１〜１９．３、すなわちラベリング装置４の回転駆動時の誘導コイル１９．１〜１９３を直流電流によって制御することも考えられる。したがって、誘導コイル１９．１〜１９．３の交流電流による制御は、例えば加熱段階時にのみ行われ、ローラ部材１１が回転しないか、又はわずかな速度で回転する場合には行われない。

また、磁場を良好にするため、コア部２１の直径を、大きな磁性を有する材料で形成されたコア部２１がその外面部においてリングセグメント１２の内面部１２．２の近傍にまで達し、該内面部１２．２とコア部２１の間にわずかな隙間が形成される（図２において線２１．１で示している。）程度に大きく設定するのが好ましい。この際、このコア部２１は、その外面部に溝が形成されており、該溝内には、交番磁界の磁場に対して極めて小さな磁気抵抗が生じるよう誘導コイル１９．１〜１９．３が収容される。

また、上記において、誘導コイル１９．１〜１９．３がそれぞれ接着剤塗布ローラ１０の軸中心線ＬＡに関して回転対称にコア部２１に巻き付けられたコイルであるという前提であったが、例えば複数のコイルで構成された少なくとも１つの誘導コイルを、該誘導コイルの中心軸が前記軸中心線ＬＡに対して径方向に延在するよう内部空間２０内に配置することも考えられる。この際、誘導コイル又はその複数のコイルを支持する回転しないコア部を、例えばモータのアーマチュア又はロータの積層シートに合わせたものとするとともに、誘導コイル又はその複数のコイルを収容する溝を備えるものとすることが考えられる。

１ラベリング設備
２容器
３ロータ
４ラベリング装置
５パレット支持板
６ラベリングパレット
７接着剤塗布ステーション
８ラベルマガジン
９把持シリンダ
１０接着剤塗布ローラ
１０．１エッジ部
１１ローラ部材
１２リングセグメント
１２．１外面部
１２．２内面部
１３底面セグメント
１４軸部
１５長穴
１６．１〜１６．３温度センサ
１７ロータリトランスミッタ
１７．１ロータ
１７．２ステータ
１８計測・制御ユニット
１９加熱装置
１９．１〜１９．３誘導コイル
２０内部空間
２１コア部
２２支持部
２３出力制御ユニット
ＬＡ接着剤塗布ローラの軸中心線

Claims

電気式に加熱される少なくとも１つの接着剤塗布ローラ（１０）と、
該接着剤塗布ローラの軸中心線（ＬＡ）回りに回転駆動され、かつ、該軸中心線を包囲しつつ該軸中心線に対して回転対称に形成され、ラベルに対して少なくとも部分的に接着剤塗布を行う接着剤塗布面としてのローラ部材（１１）と、
該ローラ部材（１１）内で誘導される電流によって少なくとも前記接着剤塗布面（１２．１）において前記ローラ部材（１１）を加熱するための、少なくとも１つの誘導コイル（１９．１〜１９．３）を備えた加熱装置（１９）と、
前記ローラ部材（１１）の少なくとも前記接着剤塗布面（１２．１）における温度を測定する少なくとも１つの温度センサ（１６．１〜１６．３）と
を備えて成るラベリング設備用のラベリング装置において、
少なくとも１つの前記加熱装置（１９）を、前記接着剤塗布面（１２．１）又は該接着剤塗布面の前記軸中心線（ＬＡ）方向の仮想の延長線の内側に位置する内部空間（２０）内に完全に収容するとともに、少なくとも１つの前記温度センサ（１６．１〜１６．３）を、特に汚れ及び／又は機械的な損傷から保護するよう前記ローラ部材（１１）内に収容したことを特徴とするラベリング装置。
前記加熱装置に少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）を設けるとともに、これら誘導コイルを個々に制御可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記温度センサ（１６．１〜１６．３）を、前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）それぞれに割り当てて設置したことを特徴とする請求項２記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記加熱装置（１９）を、前記接着剤塗布面（１２．１）を形成する前記ローラ部材（１１）の前記内部空間（２０）内に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記接着剤塗布面を、前記軸中心線（ＬＡ）を同心状に包囲する円筒状の面（１２．１）として形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記加熱装置（１９）あるいは少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）を収容する前記内部空間（２０）に、前記軸中心線（ＬＡ）を同心状に包囲しつつ該軸中心線に関して回転対称に形成された内面部（１２．２）を設けるとともに、前記加熱装置（１９）あるいは少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）を該内面部（１２．２）と隣り合うよう配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のラベリング装置。
前記内面部（１２．２）を、前記軸中心線（ＬＡ）を同心状に包囲する円筒状の面としたことを特徴とする請求項６記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記加熱装置（１９）あるいは少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）に、少なくとも１つの前記接着剤塗布ローラ（１２．１）を形成する前記ローラ部材（１１）を回転しないよう設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）をその中心軸回りに回転対称となるよう形成するとともに、該中心軸を前記軸中心線（ＬＡ）と同軸に配置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のラベリング装置。
複数の前記加熱装置（１９）あるいは複数の前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）を、前記軸中心線（ＬＡ）方向に交互に配置したことを特徴とする請求項９記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）をコア部（２１）に設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のラベリング装置。
前記コア部（２１）を、少なくともその少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）と隣り合う範囲について高磁性材料で構成したことを特徴とする請求項１１記載のラベリング装置。
前記コア部（２１）を、その形成材料の選択及び／又は構造によって、該コア部（２１）内での渦電流の発生を少なくとも大幅に回避することができるよう構成したことを特徴とする請求項１１又は１２記載のラベリング装置。
前記ローラ部材（１１）における加熱範囲を、高電導性及び／又は高磁性の材料又はこのような材料の組合せによって形成したことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のラベリング装置。
少なくとも２つの前記温度センサ（１６．１〜１６．３）を、それぞれ少なくとも１つの前記接着剤塗布面（１２．１）の異なる箇所に設けたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のラベリング装置。
前記ローラ部材（１１）に設けられた少なくとも１つの前記温度センサ（１６．１〜１６．３）を、特に非接触型のロータリトランスミッタを介して計測・制御ユニット（１８）に接続したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のラベリング装置。
少なくとも１つの前記温度センサ（１６．１〜１６．３）を、複数の前記加熱装置あるいは前記誘導コイル（１９．１〜１９・３）それぞれに割り当てて設置したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のラベリング装置。
支持部又は前記コア部（２１）を、少なくとも１つの前記加熱装置（１９）あるいは少なくとも１つの前記誘導コイル（１９．１〜１９．３）と共に前記ローラ部材（１１）の開口端部から前記内部空間（２０）へ挿設したことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のラベリング装置。