JP7039972B2

JP7039972B2 - シュリンクラベルの加熱収縮装置

Info

Publication number: JP7039972B2
Application number: JP2017230922A
Authority: JP
Inventors: 三夫橋本; 保藤井; 登西村; 和也仕舘; 武司大貝
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: JP2019099198A

Description

本発明は、容器の周囲に被嵌されたシュリンクラベルを加熱収縮させて装着するシュリンクラベルの加熱収縮装置に関する。

例えば瓶容器やＰＥＴボトルの周囲にラベルを被覆する装置として、容器の周囲に筒状の熱収縮性のラベル（シュリンクラベル）を被嵌し、このラベルが被せられた容器がシュリンクトンネル内で搬送され、シュリンクトンネル内に設けられた蒸気噴出ノズルから噴き付けられた蒸気によってラベルが加熱され、容器形状に合わせて熱収縮されて容器の周囲にラベルを被覆させる加熱収縮装置が知られている（特許文献１）。

特開２０００－３２６９３４号公報

しかし、シュリンクトンネル内において蒸気噴出ノズルは、容器搬送経路の左右から容器に向けて蒸気を噴出する。そのため、容器側面に噴き付けられる蒸気は一様にならず、シュリンクラベルの収縮に斑が生じ、ラベルのデザインや文字に歪みが生じることがある。特に径が高さ方向で大きく変化する形状の容器の場合、このような問題が顕著である。

本発明は、シュリンクラベルの加熱収縮装置において、簡略な構成でシュリンクラベルの熱収縮における斑の発生を防止することを課題としている。

本発明の第１の発明であるシュリンクラベルの加熱収縮装置は、シュリンクラベルが被嵌された容器の底部を支持して搬送する搬送コンベヤと、前記搬送コンベヤを囲む加熱室と、前記加熱室内に設けられ、前記搬送コンベヤで搬送される容器に被嵌されたシュリンクラベルを加熱する加熱手段とを備えるシュリンクラベルの加熱収縮装置において、前記搬送コンベヤは、略平行に並設された複数のコンベヤを有し、前記複数のコンベヤの少なくとも１つのコンベヤの搬送面の高さが搬送方向における所定の区間で変更可能であって、前記少なくとも１つのコンベヤの速度を他のコンベヤの速度と異ならせるとともに、前記少なくとも１つのコンベヤの搬送面の高さを選択された前記所定の区間で他のコンベヤの搬送面より高くすることによって容器を回転させながら搬送可能とすることを特徴としている。

本発明の第２の発明であるシュリンクラベルの加熱収縮装置は、前記複数のコンベヤのうち相対的に搬送面の高さの高いコンベヤの速度が高さの低いコンベヤよりも速いことを特徴としている。

本発明によれば、シュリンクラベルの加熱収縮装置において、簡略な構成でシュリンクラベルの熱収縮における斑の発生を防止することができる。

第１実施形態のシュリンクラベルの加熱収縮装置の側面図である。図１のシュリンクラベル加熱収縮装置の横断面図である。搬送コンベヤの端部に設けられる駆動部の模式的な平面図である。蒸気供給のための配管系統図搬送コンベヤ上で回転される容器の様子を示す平面図である。第２実施形態の駆動部の模式的な平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるシュリンクラベル加熱収縮装置の側面図である。また、図２は、図１のシュリンクラベル加熱収縮装置の横断面図である。

第１実施形態のシュリンクラベル加熱収縮装置１０は、例えばボトル形状の複数の型の容器（物品）Ｃの側面にシュリンクラベルを装着する装置である。シュリンクラベル加熱収縮装置１０は、筐体１２で囲われたシュリンクトンネル１２Ａを備え、前工程において筒状のシュリンクラベルが被嵌された容器Ｃが、順次シュリンクトンネル１２Ａ内へと供給される。

シュリンクトンネル１２Ａ内には、シュリンクラベルが被嵌された容器Ｃを搬送するための搬送コンベヤ１４が配置される。搬送コンベヤ１４は、シュリンクトンネル１２Ａの長手方向に沿って略平行に密接して配置される複数のコンベヤを備え、図示例では４つの第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄがシュリンクトンネル１２Ａ内に設けられる。第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄ全体の幅は、容器Ｃの底面の外径よりも僅かに広く、容器Ｃの底面は、第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄの上に跨って載置される。また、搬送コンベヤ１４の側方には、容器Ｃの転倒を防止するガイド３０が搬送コンベヤ１４に沿って設けられる（図１参照）。

本実施形態において第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄの各々は、例えば無端チェーンコンベヤであり、搬送面を構成する上側（往路側）の第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃは、共通の第１レール１５Ａの上を走行し、第４コンベヤ１４Ｄは、専用の第２レール１５Ｂの上を走行する。本実施形態では、第１レール１５Ａの高さは、例えば搬送面の基準高さＨ０に設定されるが、第２レール１５Ｂは、所定の区間毎に分割されて、その高さは所定の区間毎に調整可能であり、区間に応じて例えば搬送面が基準高さＨ０よりも僅かに高くなるように設定することができる。例えば、第４コンベヤ１４Ｄの搬送面が、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃの搬送面高さ（基準高さＨ０）からｈ＝約１ｍｍ高くなるように設定することができる。なお、第２レール１５Ｂの高さを調整する手段としては、手動に限らずに電動のモータやシリンダといった手段を適宜用いることができる。また、第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄの下側（復路側）は、一定間隔でリターンローラ１５Ｃによって各々支えられる。

第１実施形態において第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃは、同じ走行速度（例えば基準速度Ｖ０）で駆動され、第４コンベヤ１４Ｄは、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃに対して独立に駆動される。図３は、搬送コンベヤ１４の端部に設けられる駆動部の模式的な平面図である。

図３の第１～第４スプロケット１７Ａ～１７Ｄは、第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄの無端チェーンを走行させるための原動スプロケットである。本実施形態において、第１～第４スプロケット１７Ａ～１７Ｄは、全て同じ外径、歯数を備えるが、第１～第３スプロケット１７Ａ～１７Ｃは、第１モータ１９Ａにより一体的に回転駆動され、第４スプロケット１７Ｄは第２モータ１９Ｂにより回転駆動される。そして、第４コンベヤ１４Ｄを駆動する第４スプロケット１７Ｄは、第２モータ１９Ｂにより、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃを駆動する第１～第３スプロケット１７Ａ～１７Ｃよりも速い速度で回転される。すなわち、第４コンベヤ１４Ｄは、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃよりも速い速度Ｖ１（Ｖ１＞Ｖ０）で走行される。

本実施形態において、シュリンクトンネル１２Ａは、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄに順に分けられ、搬送コンベヤ１４は、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄ内を縦貫する。シュリンクラベルが被嵌された状態で供給された容器Ｃは、搬送コンベヤ１４により、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄの順に各加熱室を通過し、その間にシュリンクラベルは、容器Ｃの側面形状に沿って加熱収縮され容器Ｃの側面にピッタリと被せられる。なお図示例では、各加熱室１６Ａ～１６Ｄには、窓１８Ａ～１８Ｄが設けられている。窓１８Ａ～１８Ｄは、ガラスや樹脂製の透明板によって構成され、この窓１８Ａ～１８Ｄを介して、各加熱室１６Ａ～１６Ｄにおけるシュリンクラベルの装着具合を確認することができる。

本実施形態ではシュリンクラベル加熱用の熱媒体として蒸気が利用され、図１、図２に示されるように、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄには、搬送コンベヤ１４を挟んだ両側に搬送方向に沿って複数の蒸気噴出ノズル（加熱手段）２０が設けられる。また、蒸気噴出ノズル２０は、搬送コンベヤ１４の両側に沿って複数の高さに設けられ、所定の間隔で形成された噴射孔から蒸気が噴出される。蒸気を噴出させる蒸気噴出ノズル２０は、容器の形状に応じて加熱室毎に選択的に切り換えさせることができる。各高さの蒸気噴出ノズル２０は、支持部材２２によって高さ調整可能な構造で支持される。なお、本実施形態では図１に示されるように、片側上下４本の蒸気噴出ノズル２０が装着された状態が描かれるが、図２では、簡略的に２本のみが装着された状態が示されている。また、蒸気噴出ノズル２０の本数は片側上下４本に限らずに適宜変更することができる。

本実施形態の蒸気供給のための配管系統図である図４に示されるように、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄの各々の蒸気噴出ノズル２０には、蒸気供給源２４で発生させた飽和蒸気を、配管２６を通して供給可能である。また、飽和蒸気の一部は過熱ヒータ２８において更に加熱され、過熱蒸気として第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄの何れかの蒸気噴出ノズル２０から噴出可能である。すなわち、配管２６は、蒸気供給源２４から直接加熱室１６Ａ～１６Ｄの蒸気噴出ノズル２０へ飽和蒸気を供給する第１分岐配管２６Ａと、過熱ヒータ２８を介して過熱蒸気を供給する第２分岐配管２６Ｂを備える。第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄの各々に飽和蒸気、過熱蒸気の何れを供給するかは、各配管経路に設けられた開閉弁２７Ａ、２７Ｂの開閉を選択的に切り換えることによって行われる。

また、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄに設けられた各高さの蒸気噴出ノズル２０への蒸気の供給は、各蒸気噴出ノズル２０に接続される開閉弁２０Ａにより制御可能であり、容器Ｃの形状や大きさに合わせて開閉弁２０Ａの開閉を行うことで、蒸気噴出ノズル２０毎にシュリンクラベルに向けた蒸気噴出の有無や開度を調整して噴出蒸気量の調整が可能である。なお、第１～第４加熱室１６Ａ～１６Ｄ内の温度や、蒸気噴出ノズル２０から噴出される直前の蒸気の温度などは、蒸気供給経路の必要な各所に設置された温度センサによってモニタされる。

本実施形態では、第１加熱室１６Ａおよび第２加熱室１６Ｂにおいては、第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄの搬送面の高さが全て同じ高さ（基準高さＨ０）に、または第４コンベヤ１４Ｄの搬送面の高さだけ僅かに低く設定され、容器Ｃを回転させずに搬送する。また、第１加熱室１６Ａでは、容器Ｃの下部～中部にかけて蒸気噴出ノズル２０から飽和水蒸気が噴き付けられ、容器Ｃに被嵌されたシュリンクラベルがずれないように位置決めされる。第２加熱室１６Ｂでは容器Ｃの下部～上部に掛けて蒸気噴出ノズル２０から飽和水蒸気が噴き付けられ、容器Ｃに被嵌されたシュリンクラベルが全体的に加熱される。

一方、第３加熱室１６Ｃおよび第４加熱室１６Ｄでは、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃの高さが基準高さＨ０に設定されるのに対して、第４コンベヤ１４Ｄをガイドする第２レール１５Ｂの高さを僅かに上昇させて第４コンベヤ１４Ｄの搬送面の高さが、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃよりも僅かに高い位置となるように設定される（図２参照）。すなわち、第３、第４加熱室１６Ｃ、１６Ｄでは、図２に示すように、容器Ｃの底面の右端が第４コンベヤ１４Ｄに持ち上げられ、容器Ｃの底面左側は、相対的に遅い速度で走行する第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃより搬送され、底面右側は相対的に速い速度で走行する第４コンベヤ１４Ｄによって搬送される。この第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃと第４コンベヤ１４Ｄ間の速度差（ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ０）により容器Ｃは、図５に示すように、搬送コンベヤ１４上で回転される。

また、第３加熱室１６Ｃでは、蒸気噴出ノズル２０から回転する容器Ｃの上部に飽和蒸気が噴き付けられ、径が高さ方向で変化する容器Ｃの肩部のシュリンクラベルが一様に加熱される。第４加熱室１６Ｄでは、回転する容器Ｃの中部～上部に過熱水蒸気が噴き付けられ、容器Ｃの肩部～首部、天面にかけてシュリンクラベルが容器Ｃに一様に密着するように加熱される。

以上のように、第１実施形態のシュリンクラベルの加熱収縮装置によれば、複数のコンベヤの少なくとも１つのコンベヤの速度を他のコンベヤの速度と異なるように設定するとともに、少なくとも１つのコンベヤの搬送面の高さを所定区間のみ他のコンベヤの搬送面よりも高くすることで、所定区間で容器を回転させながら搬送可能とし、シュリンクラベルの熱収縮における斑の発生を防止することができる。

次に、図６に第２実施形態のシュリンクラベル加熱収縮装置の駆動部の構成を示す。なお図６は、第１実施形態の図３の拡大平面図に対応し、駆動部の構成以外は第１実施形態と同様である。

第１実施形態では、第４コンベヤ１４Ｄを第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃと異なるモータで駆動し、その速度を第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃよりも速く設定した。一方、第２実施形態では、第１～第４コンベヤ１４Ａ～１４Ｄを１つのモータ１９Ａのみで駆動し、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃと第４コンベヤ１４Ｄのスプロケットの歯数（外径）を異ならせる。すなわち、第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃは同じ歯数（外径）の第１～第３スプロケット１７Ａ～１７Ｃを用い、第４スプロケット１７Ｄをより歯数の多い（外径の大きい）スプロケット１７Ｅに置き換える。また、第２レール１５Ｂの端部は、径が大きいスプロケット１７Ｅとの干渉を防止するため、切欠き１５Ｎが設けられる、あるいは短くされる。以上の構成により、第４コンベヤ１４Ｄは、第１実施形態と同様に第１～第３コンベヤ１４Ａ～１４Ｃよりも速く走行し、第２レール１５Ｂの高さが基準高さＨ０よりも高く設定された区間において、容器Ｃは回転される。

以上のように、第２実施形態のシュリンクラベルの加熱収縮装置においても、第１実施形態と同様に、複数のコンベヤの少なくとも１つの搬送面の高さ、およびその走行速度を変えることでシュリンクラベルの熱収縮における斑の発生を防止することができる。

なお、加熱室の数は本実施形態に限定されるものではなく、その数は少なくても多くても良い。本実施形態では、第３、第４加熱室でのみコンベヤのレールの高さを異ならせて容器（物品）を回転させながら搬送したが、第１、第２加熱室においても回転させながら搬送する構成とすることもでき、容器を回転させる加熱室の組み合わせは、様々に変更できる。また、容器を回転させるタイミング、すなわちコンベヤのレールの高さを異ならせる区間は、加熱室単位で行う必要はなく、加熱室の途中においても適宜変更可能である。

コンベヤを基準高さＨ０から上昇させる高さｈは、容器（物品）の形状や素材、重量などに合わせて適宜変更可能である。また、搬送面の高さを変更するコンベヤを、シュリンクトンネル内で複数の区間に分割し、区間毎にコンベヤ駆動部を設けるなどして区間毎に速度差ΔＶを異ならせることもできる。その場合、区間毎にコンベヤ駆動部が設けられる。

更に、高さを変更するコンベヤの走行速度を基準速度Ｖ０よりも遅くすることも可能である（速度差ΔＶ＜０）。また、コンベヤ駆動機構も本実施形態に限定されるものではなく、コンベヤもチェーンコンベヤに限定されるものでもない。更に、走行速度を異ならせるコンベヤの数も１つに限定されるものではなく、搬送コンベヤ上で容器を回転させることができる構成であれば、複数であってもよく、その場合、列の異なるコンベヤにおいて走行速度を異ならせてもよい。例えば、基準速度よりも速い、あるいは遅いコンベヤの内、外側のコンベヤほど速度を速く、あるいは遅くしてもよく、中央のコンベヤを基準速度、一方の外側のコンベヤを遅く反対側のコンベヤを速くすることもできる。

容器（物品）の径が高さ方向で略同じであれば、過熱蒸気は必ずしも必要ではなく、過熱蒸気に関わる構成は省略することもできる。

１０シュリンクラベルの加熱収縮装置
１２筐体
１２Ａシュリンクトンネル
１４搬送コンベヤ
１４Ａ～１４Ｄ第１～第４コンベヤ
１５Ａ、１５Ｂ第１、第２レール
１６Ａ～１６Ｄ第１～第４加熱室
１７Ａ～１７Ｄ第１～第４スプロケット
１７Ｅ第４スプロケット
１９Ａ、１９Ｂモータ
２０蒸気噴出ノズル（加熱手段）
２０Ａ開閉弁
２４蒸気供給源
２６Ａ、２６Ｂ第１、第２分岐管
２７Ａ、２７Ｂ開閉弁
Ｃ容器（物品）

Claims

シュリンクラベルが被嵌された容器の底部を支持して搬送する搬送コンベヤと、前記搬送コンベヤを囲む加熱室と、前記加熱室内に設けられ、前記搬送コンベヤで搬送される容器に被嵌されたシュリンクラベルを加熱する加熱手段とを備えるシュリンクラベルの加熱収縮装置において、
前記搬送コンベヤは、略平行に並設された複数のコンベヤを有し、前記複数のコンベヤの少なくとも１つのコンベヤの搬送面の高さが搬送方向における所定の区間で変更可能であって、前記少なくとも１つのコンベヤの速度を他のコンベヤの速度と異ならせるとともに、前記少なくとも１つのコンベヤの搬送面の高さを選択された前記所定の区間で他のコンベヤの搬送面より高くすることによって容器を回転させながら搬送可能とする
ことを特徴とするシュリンクラベルの加熱収縮装置。
前記複数のコンベヤのうち相対的に搬送面の高さの高いコンベヤの速度が高さの低いコンベヤよりも速いことを特徴とする請求項１に記載のシュリンクラベルの加熱収縮装置。