JP5684910B2 - 非線織面にラベルを貼り付けるための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、標的表面にラベルを貼り付ける分野に関する。本発明は特に、接着剤付きのラベルを非線織面に貼り付けるための装置及び方法に関する。

パッケージ製品の製造業者は、店頭で自社の製品を差別化することにおいて、また対象とする消費者に所望の印象を与えることにおいて、更なる困難に直面している。これらの目的を達成する一法は、独特なパッケージ形状及び独特なパッケージ装飾を用いることである。感圧ラベルは、パッケージを含む物体を装飾する周知の方法である感圧ラベル及び他のタイプのラベルの限界の１つは、パッケージ表面がより複雑となるときにそれらの表面に適合する能力であり、また、より複雑なパッケージ表面にラベルを自動的に貼り付ける能力である。

製造業者は、装飾を必要とする複雑な表面形状を有するますます独特なパッケージを利用したいと望んでいるため、感圧性の接着剤付きラベルを物体の非線織の標的表面に貼り付けるための装置及び方法が望まれている。

一態様において、非線織の標的表面にラベルを貼り付けるための装置が、ラベル供給要素と、ラベル配置パレットの配列と、圧力源と、標的物体提示ステーションの配列とを備える。ラベル供給要素は、キャリアフィルム経路に隣接して配設された剥離チップと、剥離チップにてキャリアフィルムから分岐するラベル経路とを備える。ラベル配置パレットの配列は、パレット経路を一周するように強制され、つまり、パレット経路の少なくとも一部分がラベル経路に隣接して配設される。各パレットは、ある空洞を画定するシェルを備え、その空洞は、標的物体の非線織面の所定の形状と関連付けられ、ある周囲長を有し、軟質膜がその周囲長に沿って空洞を閉ざしている。圧力源は、配列の各パレットの空洞に連結されている。標的物体提示ステーションは、個々の標的物体を保持するように適合され、標的物体経路を一周するように強制されており、標的物体経路の一部分はパレット経路に隣接して配設されている。各標的物体は、所定の形状を有する非線織面を備えている。

一態様において、非線織面にラベルを貼り付ける方法が提供され、その方法は、第１の側と第２の側とを備えるラベルを供給する工程であって、第２の側は少なくとも部分的に接着剤をコーティングされており、ラベルはラベル経路の上に配設される、工程と、ラベルパレットを供給する工程であって、ラベルパレットは、ある周囲を画定し、非線織面を備える付形された内壁を有する空洞と、空洞の周囲に隣接して配設された膜とを備え、パレットはパレット経路を一周し、パレット経路の一部分は、ラベル経路の一部分に隣接して配設されている、工程と、キャリアフィルムからラベルパレット膜にラベルを転写する工程と、ラベルパレットの空洞に負圧を加える工程と、空洞壁の非線織面の一部分にパレット膜の一部分とラベルを適合させる工程と、付形された内部空洞壁の非線織面に関連付けられる非線織面を備える標的物体を供給する工程と、標的物体の非線織面に近接する位置にパレット膜ラベルの組み合わせを並進させる工程と、パレット膜から標的物体の非線織面にラベルを転写する工程と、を含む。

本発明の装置の一実施形態の概略平面図。

本明細書で用いるとき、ラベルは、第１の側と第２の側とを有する、柔軟で実質的に平面的なウェブ材料の個別部分を含む。ラベルの片側が感圧性接着剤でコーティングされてもよい。ラベルは印刷されるか、あるいは他の方法で装飾されてもよい。ラベルは、個別の品目として提供されてもよく、あるいは、キャリアフィルムの上に配設されて提供されてもよい。キャリアフィルムは、所望に応じてラベルの取外しを容易にするために、シリコーン又は他の表面エネルギー低下剤を含んでもよい。

本明細書で用いるとき、線織面は、その表面内に位置する線が各点に存在する表面として定義される。可展面は、ゆがみを伴うことなく平面へと平坦化され得る、又はある平面をゆがめることなくその平面から展開され得る表面として定義される。非線織面は、これらの定義が当てはまらないものであり、つまり、線織でもなく可展でもない表面である。

一実施形態において、非線織の標的表面にラベルを貼り付けるための装置が、ラベル供給要素と、ラベル配置パレットの配列と、圧力源と、標的物体提示ステーションの配列とを備える。

ラベル供給要素は、キャリアフィルム経路に隣接して配設された剥離チップと、剥離チップにてキャリアフィルムから分岐するラベル経路とを備える。ラベル供給要素は、キャリアフィルムの上に配設されたラベルのロールを巻き出す手段を提供する。キャリアフィルムのロールは巻き出され、フィルムはキャリアフィルム経路に沿って前進する。ラベルを支持するフィルムは、剥離チップを越えて前進するように強制される。フィルム／ラベルの組み合わせが剥離チップを越えて前進する結果として、ラベルがキャリアフィルムから分離する。分離されたラベルは、キャリアフィルム経路から分岐するラベル経路に沿って移動する。キャリアフィルム、つまりラベルを剥ぎ取られたライナーは、巻取りリールへと前進し、ラベルのない新たなロールへと巻かれる。

ラベル供給要素は、ラベルの寸法に従ってラベルのロールを受容するように寸法を定められてもよい。ラベル供給要素は、ラベルの供給ロールを変更するために動作を停止する必要性を排除することによって、ラベリング装置の全体的動作における遷移をより一様にし得るように、自動接合手段を組み込んでもよい。一実施形態において、あるラベルディスペンサ、つまり、米国カリフォルニア州フラートン（Fullerton）のラベルエア社（Label-aire）から入手可能なラベルエアモデル番号３１１４が、装置のラベルパレットにラベルを供給するために使用された。

ラベル供給要素は、ラベル配置パレットの前方にラベルが配設されるようにラベル配置パレットの動作と同期されてもよく、また、ラベル配置パレットによって捕捉されてもよい。この同期は、ラベル供給要素コントローラに結合されたパレット検出センサーによって達成されてもよい。ラベル供給要素は、ラベル配置パレットの存在をセンサー出力が示唆するときにラベルを送り込んでもよい。それに代わって、コントローラが、パレットタレットの駆動システムに結合されたリゾルバ又はエンコーダによってラベル配置パレットの位置を追跡してもよい。コントローラは、到着したパレットへのラベルの供給を始動するように、必要に応じてラベル供給要素に合図し得る。

ラベル配置パレットの配列は、パレット経路を一周するように強制されており、つまり、パレット経路の少なくとも一部分がラベル経路に隣接して配設されている。パレットは、パレットタレットへと一体化されることによって、そのように強制されてもよい。そのようなタレットは配列全体を含んでもよく、また、中心軸の周りに回転し、それによってパレット経路に沿ってパレットを移動させるように構成されてもよい。各パレットはシェルを備えており、そのシェルは、標的物体の非線織面の所定の形状と関連付けられる空洞を画定し、付形された非線織の内表面と、ある周囲長とを有する。シェルは、熱可塑性の金属又は複合材料を含んでもよい。内表面が標的物体の非線織面と関連付けられることは、非線織面の各々の形状同士に、全くの無関係を越えるある程度の関係が存在することを意味する。空洞の非線織面の形状は、製造許容差内で標的物体の非線織面に適合され得る。一実施形態において、空洞の非線織面の形状は、標的表面の非線織面の形状に近いものであるが、その表面の形状に正確に適合する必要はない。いずれの実施形態においても、空洞の内表面は、低デュロメーター値のシリコーンキャスティング化合物の裏張りを含んでよく、約１５のショア「Ａ」硬度を有する比較的柔軟な化合物が使用されてもよい。そのような裏張りにより、空洞表面と標的物体表面との間における正確な位置合わせの必要性が低減される。裏張りは穿孔の配列を画定してもよく、その配列は、パレットに加えられた圧力が、裏張りの穿孔を通じてパレットの柔軟膜に対して作用することを可能にする。一実施形態において、穿孔の配列は、貼り付けられるラベルの形状に関連付けて付形される。

軟質膜が周囲に沿って空洞を閉ざしている。一実施形態において、軟質膜は０．５ｍｍの天然ラテックス膜を含む。一実施形態において、軟質膜は、関連するラベルの形状に従って配列された複数の穴を穿孔されてもよい。この実施形態において、転写及び貼付けプロセスの間にラベルを膜に取外し可能に付着させるために、また、内部空洞表面の形状の少なくとも一部分にラベルと膜との組み合わせを適合させるために、空洞に加えられる負圧が用いられ得る。一実施形態において、パレット空洞の全体寸法は、標的物体の全体寸法に従って、更には提示ステーションの全体寸法に従って決定される。一実施形態において、パレットは、ラベルと膜と空洞表面との組み合わせが標的物体の非線織面と接触するように移動される。この実施形態において、パレット空洞の周囲は必然的に、少なくとも標的物体提示機構の一部分を越えて移動し得る。パレット空洞の寸法は、パレットと提示ステーション要素との間のいかなる干渉を伴うことなく、この動作を容易にするように決定される。内部空洞表面はしたがって、ラベル自体の寸法よりも大きくなり得る。

パレットタレットは更に、提示される標的物体にラベル−膜−空洞の組み合わせが接触する位置へと各パレットが並進することを可能にするために、パレットカムトラック又は個別のパレット延長要素のいずれかを備えてもよい。一実施形態において、パレットは、パレットカムトラックに追従するように強制されており、パレットカムトラックは、提示された標的物体にラベルが接触する位置、つまりラベル転写位置へと、各パレットを移動させるように構成されている。

一実施形態において、各パレットは、パレット延長要素の動作によってラベル転写位置へ移動される。パレット延長要素はアクチュエータを備えてもよく、そのアクチュエータは、パレットがラベル転写位置へと移動するときにパレットが標的物体に対して適切な方向付けを維持するように、位置合わせ手段を有してもよい。それに代わって、パレット延長部は、別の作動及び位置合わせ要素を備えてもよい。例示的なアクチュエータには、当該技術分野で知られているように、リニアモーター、空気圧及び水圧シリンダ、ラックピニオンシステム、並びに他の直線作動システムが挙げられる。例示的な位置合わせシステムには、リニア軸受け、ガイドレール、及び同様の装置が挙げられる。

圧力源は、配列の各パレットの空洞に連結されている。一実施形態において、圧力源は、減圧又は負圧源を含む。圧力源は、順に各パレットに、次いでロータリーユニオンを介して連結され得る。この実施形態において、中心軸の周りにパレットの配列が回転することで、ユニットの回転のうちの規定部分にわたる、負圧源への各空洞の圧力連結がもたらされ、結果として、負圧は、その回転の規定部分にわたっては空洞に加えられ、ユニットの回転の残りの部分にわたっては加えられないことになる。このようにして、加えられる圧力の大きさは、パレットが中心軸の周りを回転するときに制御され得る。

各パレットは所望により、第２の圧力源に連結されてもよい。この圧力源は正圧源であってもよく、またロータリーユニオンを介してパレットの配列に連結されてもよい。この正圧源は、ラベルが標的物体に転写されるときにパレット空洞に正圧を加えるように構成され得る。この時点で正圧を加えることで、残留空気をラベルと標的物体との間の空間から押しやることが支援される他にも、標的の非線織面にラベルを適合させることが支援され得る。

負圧は、ラベルが転写されているときには空洞に加えられなくてもよく、また、正圧の強さは、その負圧に打ち勝つと共に、必要なラベル転写を依然として達成するように選択されてもよい。

標的物体提示ステーションは、個々の標的物体を保持するように適合され、標的物体経路を一周するように強制されており、標的物体経路の一部分はパレット経路に隣接して配設されている。パッケージのラベリングの分野で知られているように、提示ステーションは、ロータリータレットの上に配列されてもよく、下部パッケージホルダー又はパッドと、センタリングベルと呼ばれることもある上部パッケージホルダーとを備えてもよく、このセンタリングベルはカムトラックに追従し、下部パッドの上に置かれたパッケージを捕捉するように下降するものである。

標的物体提示ステーションとラベルパレットとの運動を同期させることは、共通の駆動システムによって達成され得るが、この駆動システムにおいて、標的物体タレットの駆動装置及びパレットタレットの駆動装置は、多数の既知の運動結合手段を使用して互いに結合される。代替形態において、各タレットの回転位置を絶えず監視するために、またこれらの位置を調節してラベルパレットと標的物体ステーションとの所望の相対位置を維持するために、２つのタレットがそれぞれ、独立した駆動ユニットによって駆動され、位置エンコーダ又はリゾルバを使用して実質的に同期されてもよい。タレットの各々を駆動するためにサーボ又はステッパーモーターが利用されてもよく、同期は、単一のコントローラを使用して達成されても、複数のサーボコントローラを同期させることによって達成されてもよい。

一実施形態において、標的物体は、消費製品用の空の容器など、開口部を有する実質的に中空の容器を備える。この実施形態において、提示ステーションは更に、容器に加圧し、それによって少なくともラベル転写の間に非線織面の剛性を高めることを目的として、容器の内部に正圧を加えることを可能にする圧力源を備えてもよい。この実施形態において、上部パッケージホルダー又はセンタリングベルは、標的物体が提示ステーションによって捕捉されるとき、標的物体の上に降下する。センタリングベルは、容器の開口部を封止するように構成された軟質のノズルを備える。このノズルは、圧力源に作動的に結合され、所望により容器に加圧することができる。

各標的物体は、所定の形状を有する非線織面を備えている。標的物体は、提示ステーションがそれらの経路を一周するとき、非線織面が後にラベルパレットに提示されるように、提示ステーションに提示される。

一実施形態において、この装置はラベル加熱要素を備え、そのラベル加熱要素は、ラベル供給要素の一部であってもよく、そのため、ラベルは、キャリアフィルムから剥離される前にあるいは剥離されるときに、加熱された剥離チップによって加熱されるようになる。それに代わってあるいはそれに加えて、加熱要素は、パレットの上に配設されたラベルが加熱を受け得るように、パレット経路に隣接して配設されてもよい。加熱要素は、当該技術分野で知られているように、赤外放射要素と、抵抗又は炎熱要素と強制空気加熱又は他の加熱手段との組み合わせとを備えてもよい。ラベル転写に先立って、またパレット空洞に加えられる負圧をラベルが受けている間に、ラベルを加熱することは、内部空洞表面の形状にラベルを適合させる上で役立ち得る。

ラベルの加熱は、専用のラベル加熱ステーションによって達成されることができ、ラベル配置パレットの動作は、取得された各ラベルがラベル加熱ステーションにてある滞留時間を経るように割出しされ得る。それに代わって、ラベルは、パレットの運動が割出しされるかあるいは連続的であるかにかかわらず、取得されたラベルが加熱されるように、ラベル配置要素の経路に沿って加熱区間を通過することによって加熱されてもよい。

一実施形態において、軟質フィルムと感圧性接着剤コーティングとを備えるラベルが、ラベル分配機器によって供給される。供給されるラベルは、ラベルディスペンサの分配ポイントをラベルパレットが通過することによって、個別に取得される。取得されたラベルは、ラベルの接着剤コーティング側を膜から離した状態で、パレットの軟質膜の上に配設される。各パレットの空洞に負圧が加えられる結果、ラベルがパレットの膜の表面に転写される。ラベルと膜との組み合わせは、その初期の平面的な状態から、空洞の内表面の形状に概ね適合する形状へと変形される。

ラベル−パレットの組み合わせは、提示ステーションの上に配設された標的物体の非線織面にラベルが接触する位置へと移動される。標的物体は、物体を膨張させ、物体の表面の剛性を高めるために、正圧を受けてもよい。ラベル−膜−裏張りの組み合わせは標的物体との接触による変形が可能であるので、空洞の裏張りにより、パレットは、ラベル−膜−裏張りの組み合わせの間における干渉点を越えて移動することが可能となる。正圧がパレット空洞に加えられてもよく、パレットと標的物体は分離される。それに代わって、正圧を加えることなく、膜が本来持つ弾性が、膜を初期の平面的な状態に戻す。空洞に加えられた正圧は、分離が進行するとき、加圧された膜がラベルに接触できなくなるまで、物体の非線織面にラベルを適合させる。一実施形態において、ラベルは、物体に転写される前に加熱される。

図に示すように、ラベル１０は、ラベル供給要素４００によって供給される。各ラベルは、センサー４２０がラベル配置パレット１１０を検出したときに供給される。ラベル配置パレット１１０は、ラベルパレットタレット１００上に配列されている。タレット１００は、ラベル供給要素４００の剥離チップ、ラベル加熱要素５００、及び標的物体提示ステーションを順に越えて、各配置パレット１１０を通過して回転し、標的物体提示ステーションにて、ラベル１０は、ラベル配置パレット１１０から、標的物体タレット２００の提示ステーションの上に設置された標的物体２０へと転写される。圧力源１３０はラベルパレット１１０と相互作用して、ラベル１０がラベル供給要素４００から受け取られるときには負圧を、ラベル１０が物体２０に転写されるときには正圧を供給する。アクチュエータ及びガイド１２０により、ラベル配置パレットは、ラベルパレットタレットの上の第１の位置から第２の位置へと並進することができ、ラベル配置パレットの経路は、標的物体２０へのラベル１０の転写を容易にするように、標的物体２０の経路と干渉する。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきでない。その代わりに、別段の指定がない限り、そのような各寸法は、列挙した値と、その値を包含する機能的に等価な範囲との双方を意味することを意図したものである。例えば、「４０ｍｍ」として開示した寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図したものである。

相互参照した又は関連する特許若しくは特許出願を含めて、本明細書で引用したすべての文書は、明示的に除外されるかあるいは限定されない限り、すべての内容が参照によって本明細書に組み込まれる。いかなる文書の引用も、それが、本明細書で開示又は特許請求する発明に対する先行技術であること、あるいは、それが単独で、若しくは他の参照文献と共に、そのような発明を教示、示唆又は開示することを認めるものではない。更に、本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照によって組み込まれる文書における同じ用語のいずれかの意味又は定義と対立する限りは、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が優先されるものとする。

本発明の特定の実施形態について図示し説明したが、種々の他の変更及び修正が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者には明らかとなろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのようなすべての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲で網羅することとする。

Claims (11)

1. 非線織の標的表面にラベルを貼り付けるための装置であって、
   ａ．キャリアフィルム経路に隣接して配設された剥離チップと、該剥離チップにて前記キャリアフィルムから分岐するラベル経路とを備えるラベル供給要素と、
   ｂ．パレット経路を一周するように強制されるラベル配置パレットの配列であって、前記パレット経路の少なくとも一部分は前記ラベル経路に隣接して配設されており、各パレットはシェルを備え、該シェルは、標的物体の非線織面の所定の形状と関連付けられる空洞を画定して、付形された非線織の内表面と、ある周囲長と、を有し、穿孔された軟質膜が前記周囲長に沿って前記空洞を閉ざしている、ラベル配置パレットの配列と、
   ｃ．各パレットの前記空洞に連結された圧力源と、
   ｄ．個々の標的物体を保持するように適合され、標的物体経路を一周するように強制されている標的物体提示ステーションの配列であって、前記標的物体経路の一部分は前記パレット経路に隣接して配設されている、標的物体提示ステーションの配列と、を備え、
   各標的物体は、所定の形状を有する非線織面を備える、装置。
2. 前記パレット経路に隣接して配設されたラベル加熱要素を更に備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記パレットの配列は、パレットタレットの上に配設されている、請求項１に記載の装置。
4. 前記パレットタレットは、標的物体にラベルが接触するラベル転写位置へと各パレットを移動させるためのパレット延長要素を更に備える、請求項３に記載の装置。
5. 前記パレットタレットは、標的物体にラベル−膜−空洞の組み合わせが接触する位置へと各パレットを並進させるパレットカムトラックを更に備える、請求項３に記載の装置。
6. 各パレットは、第２の圧力源に作動的に連結されている、請求項１に記載の装置。
7. 前記標的物体提示ステーションの配列は、標的物体タレットの上に配設されている、請求項１に記載の装置。
8. 前記標的物体提示ステーションは、下部パッケージホルダーと上部パッケージホルダーとを備え、上部パッケージホルダーは、カムトラックに追従して、下部パッケージホルダーの上に置かれた標的物体を捕捉するように下降する、請求項７に記載の装置。
9. 非線織面にラベルを貼り付ける方法であって、
   ａ．第１の側と第２の側とを備えるラベルを供給する工程であって、前記第２の側は少なくとも部分的に接着剤をコーティングされており、前記ラベルはラベル経路の上に配設される、工程と、
   ｂ．ラベルパレットを供給する工程であって、前記ラベルパレットは、ある周囲を画定し、非線織面を備える付形された内壁を有する空洞と、前記空洞の周囲に隣接して配設された膜とを備え、前記パレットはパレット経路を一周し、前記パレット経路の一部分が、前記ラベル経路の一部分に隣接して配設されている、工程と、
   ｃ．キャリアフィルムから前記ラベルパレット膜に前記ラベルを転写する工程と、
   ｄ．前記ラベルパレットの前記空洞に負圧を加える工程と、
   ｅ．前記空洞壁の前記非線織面の一部分に前記パレット膜の一部分とラベルを適合させる工程と、
   ｆ．前記付形された内部空洞壁の前記非線織面に関連付けられる非線織面を備える標的物体を供給する工程と、
   ｇ．前記標的物体の前記非線織面に近接する位置に前記パレット、膜、ラベルの組み合わせを並進させる工程と、
   ｈ．前記パレット膜から前記標的物体の前記非線織面に前記ラベルを転写する工程と、を含む、方法。
10. 前記パレット膜から前記標的物体の前記非線織面に前記ラベルを転写する工程に先立って、前記ラベルを加熱する工程を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ラベルが前記標的物体に転写されるときに前記空洞に正圧を加える工程を含む、請求項９に記載の方法。

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