JP6064397B2

JP6064397B2 - トップシール装置

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Publication number: JP6064397B2
Application number: JP2012153464A
Authority: JP
Inventors: 雅裕綱代
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: JP2014015235A

Description

本発明は、液体紙容器のトップシール部を加熱密封シールするため液体紙容器充填機に備えられたトップシール装置であって、更に詳しくはトップシール部を密封するトップシール装置自体の位置を調整する機構を備えたトップシール装置に関する。

図１は液体紙容器の一例でゲーブルトップ型（傾斜屋根型）の液体紙容器を示す図で、図１（ａ）に示すように、液体紙容器は側壁板１、２、３、４、及び側壁板４に連設されて側壁板１側端部に貼着され、互いに側壁板１、４を連結して角筒体とする連結板５からなる角筒状側壁部Ａと、該側壁部Ａ上部にゲーブルトップ型のトップシール部Ｔと、該側壁部Ａ下部にフラットなボトムシール部Ｂとを備えた液体紙容器用の角筒状スリーブＳから構成され、図１（ａ）に示すようにボトムシール部Ｂをフラットな形状に折り込んで密封シール形成した後に液体内容物が充填される。

上記ゲーブルトップ型のトップシール部Ｔは、図１（ａ）に示すように、側壁部Ａの一方の対向する側壁板１、３上部に連設した上板１１、上板１３と、該上板１１の概略中央部に必要に応じて取付けた口栓部（図示しないが、上板１１外表面に接着して取付けたもの、又は容器内側から外側に嵌合突出させて取付けたもの）と、該上板１１、１３のそれぞれ上側に連設した合掌貼板１１ａ、１３ａと、該側壁板Ａの他方の対向する側壁板２、４上部に連設した折込み用の二等辺三角板１２、１４（それぞれ頂角が直角よりもやや鋭角）と、該三角板１２のそれぞれ二等辺上側に連設した連結三角板１２ａ、１２ａと、前記三角板１４のそれぞれ二等辺上側に連設した連結三角板１４ａ、１４ａと、各々連結三角板上側に連設した連結合掌貼板１２ｂ、１２ｂと、連結合掌貼板１４ｂ、１４ｂとを備えている。

上記図１（ａ）に示す液体紙容器に液体内容物を充填した後において、トップシール部Ｔを、加熱密封シールする場合は、図１（ｂ）に示すように、まず前記二等辺三角板１２、１４を、互いに内側（内側方向Ｐ1 ）に折込むことにより、前記上板１１と上板１３とを互いに傾斜屋根型にして付合わせ、その時に付合わせにより互いに垂直に立設重合させ、予め加熱処理（ガスの燃焼炎を用いて熱したホットエアー加熱等による加熱処理）により、重合内面樹脂を加熱溶融した前記合掌貼板１１ａと１３ａ及び内側に折り込んだ連結合掌貼板１２ｂ、１２ｂと連結合掌貼板１４ｂ、１４ｂとを、その重合両側より互いに対向して圧接・離間動作可能な一対の加圧ブロック板２１、２２により構成されたシールジョーを用いて図１（ｃ）に示すように、円弧状方向Ｒ１に加圧して熱融着（トップシール）することにより、トップシール部Ｔを密封シールして、図１（ｄ）に示すようなゲーブルトップ型の液体紙容器を製造している。

図２に従来のトップシールに用いられるトップシール装置の一例を示す。ゲーブルトップ型の液体紙容器は、図２に示すように四角筒状の胴部Ｃ１、ボトム部Ｃ２、トップ部Ｃ３、トップ部Ｃ３に取り付けられた口栓部ＤからなるカートンＣであり、従来のトップシール装置は、カートンＣをロータリー方式あるいはリニア方式のカートン搬送手段４０で間欠搬送移動する複数のカートンホルダー５０によりホールドし、ボトム部Ｃ２を支持する図示しないガイドレールによって下部を支持されて間欠的に搬送される。搬送されるカートンＣのトップ部Ｃ３の真上に、トップシール装置の本体フレーム３０に取り付け固定された駆動源（アクチュエータ）となるエアーシリンダ３１が、その作動ロッド３１ａを下向きにして上下動作するように配置されている。

それに伴い、シリンダー３１の作動ロッド３１ａに取付けられた下向き駆動軸３２、該駆動軸３２下端部に支軸３２ａを介して一端部をハの字型に回動自在に取り付けられた作動レバー３３、３３、各々作動レバー３３、３３の他端部に、それぞれ支軸３４を介して一端部を回動自在に取り付けられた作動アーム３５、３６、該作動アーム３５、３６をその先端部が開閉動作するように回動支持し、且つ本体フレーム３０に軸支された支点軸３７、該支点軸３７を介して開閉動作する作動アーム３５、３６のそれぞれ先端部に一体的に取り付けられた加圧ブロック板３５ａ、３６ａ等が、全てカートンＣのトップ部Ｃ３上方に位置している。

上記従来のトップシール装置は、シリンダー３１の作動ロッド３１ａの上昇動作により、ハの字型に開いた各々作動レバー３３、３３が閉鎖方向に動作し、その各々レバー他端部の支軸３４、３４が互いに接近し、それに接続する各々作動アーム３５、３６の先端部及びそれと一体の加圧ブロック板３５ａ、３６ａが開放動作する。

続いて、加圧ブロック板３５ａ、３６ａの開放動作タイミングに同期して、内容物を充填した後のカートンＣの未シール状態のトップ部Ｃ３が、開放動作中の加圧ブロック板３５ａ、３６ａの間に導入される。

続いて、シリンダー３１の作動ロッド３１ａが下降動作して、各々作動レバー３３、３３がハの字型に開放方向に動作し、その各々レバー他端部の支軸３４、３４が互いに離間して、それに接続する各々作動アーム３５、３６の先端部及びそれと一体のヒートシールジョー（加圧ブロック板）３５ａ、３６ａが閉鎖動作して、未シール状態のトップ部Ｃ３のトップシール部をヒートシールして、カートンＣを密封するようになっている。

図３は上記カートン搬送手段がロータリー方式の場合の紙容器充填機を示す平面図で、間欠送行移動する複数のカートンホルダー部５１を備えたものである。図３に示すロータリー方式のカートン搬送手段は、回転するターンテーブル４０ａ、４０ｂの円周方向に等間隔に、各カートン成形工程が配置され、ターンテーブルの円周上に等間隔に配置されたマンドレルＭにより間欠回転しながらボトム成形工程を行うボトム成形側ターンテーブル４０ａから、ターンテーブル４０ｂの円周上に等間隔に配置されたカートンホルダー部５１がボトム成形されたカートンＣを保持しているマンドレルＭの真下に対峙した時点（１００ａ）で、マンドレルＭからボトム成形されたカートンＣを抜き出してカートンホルダー部５１がこれを受け取りホールドしながら間欠回転し、内容物充填ステーション（１００ｂ）、トップ成形シールステーション（１００ｃ）、カートン排出部（１００ｄ）に順次搬送されるようになっている。

特開平８−５８７３９号公報特開２００４−１７９８号公報

図４は上記ゲーブルトップ型の液体紙容器のトップ部を詳細に示す図で、図４（ａ）はゲーブルトップ型の液体紙容器の全体図を示し、側壁板１、４を連結する連結板５は合掌貼板部（Ｔ−１）にも延長して合掌貼板部の連結板５ａとなっている。図４（ｂ）はトップ部の合掌貼板部（Ｔ−１）の合掌貼板１１ａ、１３ａを詳細に示す図で、合掌貼板１１ａには連結板５ａがある。更に図４（ｃ）に示す合掌貼板１１ａ、１３ａをシールする場合は、連結板５ａの近傍６０では段差（隙間）が生じ、シール不良が発生しやすくなっている。このため連結板５ａの近傍６０はエンボスを行うことによってその周辺に比べてよ
り強く加圧することによって連結板５ａの近傍６０のポリエチレンを溶融してポリエチレンをはみ出させて隙間を埋めている。このため加圧ブロック板３５ａ、３６ａ（図２参照）にはエンボスを行うための加圧補助板３５ｂ、３６ｂが設けられており、上記加圧ブロック板を矢印６２、６３に示す方向に押圧して合掌貼板１１ａ、１３ａをシールしている。

液体紙容器では、内容物の性状によって用紙や内層フィルムを変更する必要があり、紙容器の寸法や形状が変わる。そのためトップシールの上記連結板５ａの近傍６０の位置が変わるため上記加圧ブロック板３５ａ、３６ａの位置を、加圧補助板３５ｂ、３６ｂの位置が連結板５ａの近傍６０に合うように調整する必要がある。加圧ブロック板３５ａ、３６ａはトップシール装置（図２）と一体となっているため、トップシールに用いられるトップシール装置の位置をこれに追従して合わせる必要がある。

図５はトップシールを行った結果を示す図で、図５（ａ）はトップシールを行う液体紙容器のトップシール部の合掌貼板部（Ｔ−１）を示す。図５（ｂ）は合掌貼板１１ａ、１３ａが正しくシールされた場合を示し、この場合は連結板５ａの近傍６０がエンボスされていることを示す（符号６５はエンボスされた部分を示す）。一方図５（ｃ）、図５（ｄ）はシールが正しく行われなかった場合を示し、共に連結板５ａの近傍６０がエンボスされていないために、連結板５ａの近傍６０のポリエチレンを溶融してポリエチレンをはみ出させることが出来ないため隙間が埋められず、その結果シール不良となってしまう。そのため、連結板５ａの近傍６０を正しくエンボスする為には加圧ブロック板３５ａ、３６ａの位置を調整する必要がある。

しかしながら、加圧ブロック板３５ａ、３６ａの位置を調整する場合、加圧ブロック板３５ａ、３６ａそのものの位置を調整すればよいが、上記のように一般的には加圧ブロック板３５ａ、３６ａはトップシール装置本体と一体となっているため、加圧ブロック板３５ａ、３６ａそのものの位置を調整することは難しい。また、トップシール装置本体は、トップシール部Ｔ（図１（ａ））を成形するトップシール部成形装置の一部に固定されていることが多く、トップシール装置を個別に位置を調整することが出来ないため、結果的に加圧ブロック板３５ａ、３６ａの位置調整を行うことは困難であった。

そこでトップシール装置の位置を調整する場合には、上記トップシール装置が備えられた紙容器充填機のメーカーあるいは充填機オペレータによって行なわれていたが、いずれの場合も多くの時間を費やしていた。また、位置調整時はシール結果を確認しながら行っていたために、位置調整時に使用されていた液体紙容器の材料の無駄が発生していた。

そこで本発明は、液体紙容器の寸法や形状が変わった場合にトップシール装置本体の位置合わせを容易に行える位置合わせ機構を備えたトップシール装置を提供することを目的とする。

そこで本発明の請求項１に係る発明は、液体紙容器の充填機に備えられ、トップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置であって、
トップシール装置本体と、トップシール装置本体の位置調整機構と、を備え、
前記トップシール装置本体は液体が充填された液体紙容器のトップ部の合掌貼板を両側から押圧して密封する加圧ブロック板を有し、
前記トップシール装置本体の位置調整機構は、トップシール装置本体を液体紙容器のト
ップ部の合掌貼板の長手方向に移動し、
前記加圧ブロック板は、その一部に、その周辺に比べてより強く押圧する加圧補助板を有し、
前記トップシール装置本体の位置調整機構は、移動部と、アクチュエータと、アクチュエータ用ハンドルとを備える、
ことを特徴とするトップシール装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記トップシール装置本体の位置調整機構は、架台と、ガイド軸とを備えることを特徴とする請求項１に記載のトップシール装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記加圧補助板は、エンボスを行うためのものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のトップシール装置である。

本発明によるトップシール装置によれば、紙容器の寸法や形状が変わった場合にトップシール装置自体の位置合わせを容易に行なうことが出来、位置調整に費やしていた時間を短縮することが出来、また従来の位置調整時に使用していた材料の無駄を抑制することが出来る。

液体紙容器の一例でゲーブルトップ型（傾斜屋根型）の液体紙容器を示す図。従来のトップシールに用いられるトップシール装置の一例を示す。ロータリー方式の紙容器充填機を示す平面図。ゲーブルトップ型の液体紙容器のトップ部を詳細に示す図。（ａ）はゲーブルトップ型の液体紙容器の全体図を示す。（ｂ）はトップ部の合掌貼板部を詳細に示す図。（ｃ）は連結板の近傍でシール不良が発生しやすくなることを説明するための図。トップシールを行った結果を示す図。（ａ）はトップシールを行うトップ部の合掌貼板部を示す。（ｂ）は合掌貼板部が正しくシールされた場合を示す。（ｃ）、（ｄ）はシールが正しく行われなかった場合を示す。本発明のトップシール装置の概要を示す図。（ａ）はトップシール装置を正面から見た図。（ｂ）はトップシール装置を側面から見た図。（ｃ）はトップシール装置を上面から見た図。（ａ）、（ｂ）は本発明のトップシール装置が適用できるフラットトップ型の液体紙容器を示す図。

以下、図面を参照して本発明に係るトップシール装置を実施するための形態を説明する。
図６は本発明のトップシール装置の概要を示す図である。図６（ａ）はトップシール装置を正面から見た図で、図６（ｂ）はトップシール装置を側面から見た図で、図６（ｃ）はトップシール装置を上面から見た図でトップシール装置が取り付けられている状況を示す図である。図６（ａ）に示すように、本発明のトップシール装置はトップシール装置本体７０と、トップシール装置本体の位置を調整する位置調整機構７１と、を備えたものである。

トップシール装置本体７０はその上部が位置調整機構７１の下部に固定されている。トップシール装置本体７０は液体が充填された液体紙容器６６のトップ部６６ａの合掌貼板を密封するもので、その密封部には液体紙容器のトップシール部の合掌貼板の長手両辺を両側から押圧する加圧ブロック板７０ａ、７０ｂを有している。ここで用いられているトップシール装置本体７０は、従来使用されていた図２に示すトップシール装置を適用することが出来る。

トップシール装置本体の位置調整機構７１は、図６（ｂ）に示すように、移動部７１ａと、架台７１ｂと、アクチュエータ７１ｃと、アクチュエータ用ハンドル７１ｄと、ガイド軸７１ｅと、で構成されている。アクチュエータ用ハンドル７１ｄを矢印７２で示す方向に回転さすることによって移動部７１ａを矢印７３で示す方向に移動することが出来る。また、図示しないがその移動量は位置調整機構７１に備えられた表示部に表示することが出来る。ここでいうアクチュエータ７１ｃは例えば一軸アクチュエータであって精密ボールねじやスライドガイドが一体となった直動型アクチュエータを用いることが出来る。尚、移動部７１ａを矢印７３の方向に精度良く移動できるものであればアクチュエータ７１ｃに限定するものではない。

また、トップシール装置本体の位置調整機構７１は、図６（ｃ）に示すように、架台７１ｂが充填機のロータリー回転部の外側に設けられた支柱７４に支えられている。

上記説明では、液体紙容器をゲーブルトップ型の液体紙容器を例示したが、これに限定されず図７（ａ）、図７（ｂ）に示すフラットトップ型の液体紙容器にも適用することが出来る。

このように本発明のトップシール装置によれば、位置調整機構７１によってトップシール装置本体を液体紙容器のトップシール部の合掌貼板の長手方向に移動することが出来るため、液体紙容器の寸法や形状が変わった場合に、トップシール装置自体の位置合わせを容易に行なうことが出来、その結果、従来の位置合わせに要していた時間を短縮することが出来、また位置調整に使われていた材料の無駄を省くことが可能となる。

１、２、３、４・・・・側壁板
５・・・連結板
５ａ・・・合掌貼板部の連結板
１１、１３・・・上板
１１ａ、１３ａ・・・合掌貼板
１２．１４・・・折込み用の二等辺三角板
１２ａ、１４ａ・・・連結三角板
１２ｂ、１４ｂ・・・連結合掌貼板
２１、２２・・・加圧ブロック板
３０・・・トップシール装置の本体フレーム
３１・・・エアーシリンダ
３１ａ・・・作動ロッド
３２・・・下向き駆動軸
３２ａ・・・支軸
３３・・・作動レバー
３４・・・支軸
３５、３６・・・作動アーム
３５ａ、３６ａ・・・加圧ブロック板
３５ｂ、３６ｂ・・・加圧補助板
３７・・・支点軸
４０・・・カートン搬送手段
４０ａ、４０ｂ・・・ターンテーブル
５０・・・カートンホルダー
５１・・・カートンホルダー部
６０・・・連結板の近傍
６２、６３・・・加圧ブロック板を押圧する方向を示す矢印
６６・・・・液体が充填された液体紙容器
６６ａ・・・液体が充填された液体紙容器のトップシール部
７０・・・トップシール装置本体
７０ａ、７０ｂ・・・加圧ブロック板
７１・・・位置調整機構
７１ア・・・移動部
７１ｂ・・・架台
７１ｃ・・・アクチュエータ
７１ｄ・・・アクチュエータ用ハンドル
７１ｅ・・・ガイド軸
７２・・・アクチュエータ用ハンドルの回転方向を示す矢印
７３・・・移動部を移動する方向を示す矢印
７４・・・支柱
Ａ・・・角筒状側壁部
Ｂ・・・ボトムシール部
Ｃ・・・カートン
Ｃ１・・・胴部
Ｃ２・・・ボトム部
Ｃ３・・・トップ部
Ｄ・・・口栓部
Ｍ・・・マンドレル
Ｐ１・・・二等辺三角板を折込む方向
Ｒ１・・・加圧ブロック板を加圧する方向
Ｓ・・・角筒状スリーブ
Ｔ・・・トップシール部
Ｔ−１・・・トップシール部の合掌貼板部

Claims

液体紙容器の充填機に備えられ、トップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置であって、
トップシール装置本体と、トップシール装置本体の位置調整機構と、を備え、
前記トップシール装置本体は液体が充填された液体紙容器のトップ部の合掌貼板を両側から押圧して密封する加圧ブロック板を有し、
前記トップシール装置本体の位置調整機構は、トップシール装置本体を液体紙容器のトップ部の合掌貼板の長手方向に移動し、
前記加圧ブロック板は、その一部に、その周辺に比べてより強く押圧する加圧補助板を有し、
前記トップシール装置本体の位置調整機構は、移動部と、アクチュエータと、アクチュエータ用ハンドルとを備える、
ことを特徴とするトップシール装置。
前記トップシール装置本体の位置調整機構は、架台と、ガイド軸とを備えることを特徴とする請求項１に記載のトップシール装置。
前記加圧補助板は、エンボスを行うためのものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のトップシール装置。