JP6451209B2

JP6451209B2 - 缶体の回転搬送装置におけるマンドレル

Info

Publication number: JP6451209B2
Application number: JP2014219984A
Authority: JP
Inventors: 田中　宏樹; 宏樹田中
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: JP2016084168A

Description

本発明は、缶体の回転搬送装置におけるマンドレル、特に、フィルムラベルを缶体外面に貼着するフィルムラベル貼着装置が備える缶体の回転搬送装置におけるマンドレルに関する。

缶体の製造装置では、印刷されたフィルムラベルを缶体外面に貼着するフィルムラベル貼着装置が知られており、このような装置においては、缶体を回転搬送装置のマンドレルに装着した状態で、マンドレルを回転搬送することにより、缶体外面にラベル貼着が行われる。
このような缶体外面にフィルムラベルを巻き付けて貼着するフィルムラベル貼着装置では、フィルムラベルの接着剤を貼着可能にするために、缶体を回転搬送装置のマンドレルに装着した状態で加熱する。この缶体の加熱は、例えば、マンドレルの移動経路に高周波誘導加熱コイルを配置し、これにより缶体を誘導加熱する。また、このときには、マンドレルが高温にならないように、その内部から温水と冷却水を適宜切り替えて供給して、その温度制御を行っている（特許文献１）。

２００１−１８０６２８号公報

このようなマンドレルの温度制御は、マンドレルの過剰な昇温を抑制することができるが、マンドレルと缶体との接触により加熱された缶体から熱を奪い、缶体の温度を下げることから、フィルムラベルの浮き等の貼着不良が発生することがある。
そこで、本発明者は、缶体内面とマンドレル表面との間の接触面積の減少が貼着不良の発生の抑制等につながると考え、本発明に係る回転搬送装置におけるマンドレルを想到するに至った。

すなわち、本発明は、上記実情にかんがみなされたものであって、缶体内面とマンドレル表面との間の接触面積を減少させ、フィルムラベルの貼着不良等の発生を抑制可能な回転搬送装置におけるマンドレルの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る回転搬送装置におけるマンドレルは、缶体を回転搬送する回転搬送装置におけるマンドレルであって、缶体が装着されると共に、缶体内面が接する表面に溝部を有し、前記溝部は、缶装着部の軸方向に対して９０°未満の傾斜角θを有しながら凹設形成されている構成としてある。

本発明によれば、缶体内面とマンドレル表面との間の接触面積を減少させるため、マンドレル表面に溝部を形成することにより、フィルムラベルの貼着不良等の発生を抑制することができる。
また、前記マンドレル表面の溝部を、軸方向に対して傾斜角を有しながら形成することにより、缶体へのマンドレルの挿入を容易とし、缶体を押圧する際に、缶体がマンドレル表面に形成した溝部に入り込む圧抜けを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るマンドレルを備える回転搬送装置の正面断面図である。本発明の一実施形態に係るマンドレルの概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部拡大図、（ｃ）及び（ｄ）は（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図である。本発明のマンドレル表面の溝部の検証結果を示し、（ａ）は貼着工程における缶体の温度の表であり、（ｂ）はラベル浮き発生件数（貼着不良発生率）を示す表である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係るマンドレルを備える缶体の回転搬送装置１は、２ピース缶体の外周面にフィルムラベルを貼着するフィルムラベル貼着装置において、マンドレルに装着された缶体を自転させながら所定の軸を中心に回転搬送するように動作し、この回転搬送中に、缶体の外周面にフィルムラベルが貼着される。
このような動作を実現するために、マンドレルを備える回転搬送装置１は、以下のように構成されている。

回転搬送装置１は、図１に示すように、缶体が装着されるマンドレル１１を支持するマンドレル軸１０を有している。
このマンドレル軸１０は、例えば、ステンレス材からなり、軸受支持部材２０の両端部に設けられた軸受２１により回転（自転）可能に支持されると共に、その両端が軸受２１から突出するように取り付けられている。
そして、軸受２１から突出する一方の端部に、缶体が装着されるマンドレル１１を有している。
マンドレル１１は、その外周面に酸化ジルコニュウム等のセラミックスで形成された外皮筒１２を備え、この外皮筒１２に缶体が装着される。
また、マンドレル１１と軸受支持部材２０との間には、フェライト板等からなる高周波遮蔽板１３が配置され、缶体を誘導加熱させる際に、高周波の軸受支持部材２０への伝達を遮蔽する。

また、マンドレル軸１０には、軸心に沿って空気が流通可能な空気流通孔１４と、温水又は冷却水を循環させる温度調節媒体流通孔１５（１５ａ，１５ｂ）とが貫通形成されている。
尚、図１には、空気流通孔１４と温度調節媒体流通孔１５の一部を示す。
空気流通孔１４の一端はマンドレル軸１０の先端側で開口され、他端はマンドレル軸１０の後端側においてエアー配管１６に連結されている。このエアー配管１６は、図示しないエアーポンプに接続され、マンドレル軸１０の先端側開口から空気を吸気又は排気する。これにより、吸気状態ではマンドレル１１に装着された缶体を吸引固定し、排気状態ではマンドレル１１に装着された缶体を排出する。

温度調節媒体流通孔１５は、供給側流通孔１５ａと帰還側流通孔１５ｂとを有している。
供給側流通孔１５ａは、マンドレル１１を支持するマンドレル軸１０の側端部において開放され、帰還側流通孔１５ｂは、前記マンドレル軸１０の外周において開放され、外皮筒１２内周面に形成された温度調節媒体循環溝１２１に連通している。他方側の端部はソケット部材１７に連通され、温水又は冷却水供給装置及び回収装置に接続される温度調節媒体配管１８ａ，１８ｂに連結される。
温度調節媒体循環溝１２１は、図２（ａ）に示すように、螺旋状に形成され、温度調節媒体循環溝１２１の一端側は供給側流通孔１５ａに、他端側は帰還側流通孔１５ｂに連通させることで、内周面を螺旋状に温水又は冷却水が循環可能となり、外皮筒１２の温度制御をする。
これにより缶体にフィルムラベルを貼着する場合において、例えば、運転開始時には温水を流してマンドレル１１の表面温度を所定温度まで上昇させ、運転開始後は冷水を流してマンドレル１１が一定温度以上に上昇しないように制御する。

また、軸受支持部材２０とソケット部材７との間には、マンドレル１１を支持するマンドレル軸１０に、回転（自転）を与えるための回転付与手段２２を備えている。

前述したように、マンドレル１１は、缶体が装着される外皮筒１２をその外周面に備え、缶体の装着状態において缶体内面が外皮筒１２に接触することから、本実施形態では、この外皮筒１２の表面に溝部を形成している。
溝部形状は、例えば、マンドレル１１の外皮筒１２の軸方向一端から他端までに亘って、螺旋状につながる複数の溝部１２２からなり、外皮筒１２（マンドレル１１）の軸方向に対して、それぞれ傾斜角θ（＜９０°）を有しながら凹設形成されている。この場合、傾斜角θは、１０〜８０°であり、好ましくは、３０〜６０°である。
尚、図２（ｂ）では、溝部１２２の一部を示す。
このように、溝部１２２を軸方向に対して傾斜角θ（＜９０°）を有しながら凹設形成したのは、以下の理由による。
軸方向と直交する方向に凹設形成すると、マンドレル１１への缶体の挿入性が悪くなり、一方、軸方向と平行に凹設形成すると、押圧によってフィルムラベルを缶体に押しつける際に、缶体１０が溝に入り込むように変形して圧抜けが発生し、フィルムラベルの貼着が不安定になるからである。

そして、溝部幅Ｗは、０．１〜２．０ｍｍであり、好ましくは、０．２〜１．０ｍｍである。また、溝部幅Ｗと溝部間のピッチＰとの比率Ｗ／Ｐは、０．１〜０．９であり、好ましくは、０．５〜０．７である。
溝部１２２は、図２（ｃ）に示すように、円弧Ｒ１（例えば、０．３ｍｍ）と円弧Ｒ２（例えば、１ｍｍ）とを滑らかにつなげた断面形状とすることもできるが、図２（ｄ）に示すように、角度α（例えば、１２０°）によって規定される断面形状とすることもできる。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を詳細に検証する。

［実施例１］
溝部幅Ｗ＝０．５ｍｍ、ピッチＰ＝０．７５ｍｍの螺旋状につながる溝部１２２を外皮筒１２の表面に形成し、この外皮筒１２を外周面に備えるマンドレル１１を作製した。

［実施例２］
溝幅Ｗ＝１．０ｍｍ、ピッチＰ＝１．５ｍｍの螺旋状につながる溝部１２２を、外皮筒１２の表面に形成し、この外皮筒１２を外周面に備えるマンドレル１１を作製した。
なお、前述した実施例１、２における溝部１２２の角度αは１２０°とし（図２（ｄ）参照）、缶体内面とマンドレル１１の外皮筒１２表面との接触面積を約３３％とした。

［比較例１］
表面に溝部１２２を有しない外皮筒１２を外周面に備えるマンドレル１１を作製した。

［検証結果］
実施例１、２及び比較例１のマンドレル１１を回転搬送装置１に取り付けたフィルムラベル貼着装置を用い、５０℃に温度制御したマンドレル１１に缶体を装着し、高周波誘導加熱により缶体を１９０℃に加熱した後、缶体の外周面にフィルムラベルを供給すると共に貼着ローラで押圧して貼着した。
そして、この缶体の外周面へのフィルムラベルの貼着において、フィルムラベルを貼着する前の缶体の温度を放射温度計で計測し、また、貼着後の貼着不良（ラベル浮き）の確認を目視確認で行った。その結果を図３に示す。
図３（ａ）は貼着工程における缶体の温度の表、図３（ｂ）はラベル浮き発生件数（貼着不良発生率）を示す表である。

図３（ａ）に示すように、溝部の溝部幅Ｗ、ピッチＰが大きいと缶体の温度が高く、マンドレルによる缶体の温度の低下が少ないことが判る。
また、図３（ｂ）に示すように、溝部を形成することにより、ラベル浮き等の貼着不良の発生率が低いことが判る。
以上のような検証結果から、マンドレルに形成した溝部が貼着不良の発生を抑制させること、溝幅Ｗ、ピッチＰが大きいほど貼着不良の発生率が低くなることが確認された。

このように、本発明によれば、缶体を装着するマンドレルに溝部を形成して、缶体内面とマンドレルの表面との間の接触面積を減少させることにより、フィルムラベルの貼着不良の発生を抑制することができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施形態では、溝部１２２をマンドレル１１の外皮筒１２の軸方向一端から他端までに亘って螺旋状につながる溝部としたが、マンドレル１１の外皮筒１２の軸方向一端から他端の間に部分的に形成してもよい。この場合も、溝部は軸方向に対して傾斜角θ（＜９０°）をもって凹設形成することが好ましい。
また、本実施形態では、フィルムラベルを貼着するフィルムラベル貼着装置といった缶体の製造装置に適用した例を示したが、同様な形態のマンドレルを用いて、缶体に直接オフセット印刷を施す印刷装置の缶体の製造装置にも適用することができる。例えば、特開２００１−１２９９６６、特開２０１２−１７６６１８等に開示されている印刷装置において、缶体を回転搬送する回転搬送装置のマンドレルに適用することができる。
さらに、筒状の缶胴に缶蓋と缶底とを巻き締めて取り付けた、いわゆる３ピース缶の製造装置に本発明を適用することもできる。

本発明は、フィルムラベルを貼着するフィルムラベル貼着装置等の缶体の製造装置における回転搬送装置のマンドレルに好適に利用することができる。

１回転搬送装置
１０マンドレル軸
１１マンドレル
１２外皮筒
１２１温度調節媒体循環溝
１２２溝部
３０高周波誘導加熱コイル

Claims

缶体を回転搬送する回転搬送装置におけるマンドレルであって、缶体が装着されると共に、缶体内面が接する表面に溝部を有し、前記溝部は、缶装着部の軸方向に対して９０°未満の傾斜角θを有しながら凹設形成されていることを特徴とするマンドレル。
前記傾斜角θが、１０〜８０°である請求項１に記載のマンドレル。
前記溝部は、螺旋状に形成される請求項１又は２に記載のマンドレル。