JP7516110B2 - 紙容器成型機 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、紙容器成型機に関する。

上端にフランジ部を有するトレー状の容器本体を、紙を主原料とする紙製のブランクシートから組み立てた組立式紙容器が知られている。組立式紙容器には、容器本体の内面及びフランジ部の上面に、耐水性を有する熱可塑性の樹脂フィルムを貼り付けたものがある（特許文献１及び特許文献２）。樹脂フィルム付きの組立式紙容器は、耐水性を有することから、主に食品等を収容するトレー又はボールとして利用される。

また、組立式紙容器は、プラスチック容器と比較して、例えば、環境中で生じる二次マイクロプラスチックの発生等を抑制でき、環境に配慮できる製品である。さらに、樹脂フィルムは、容器本体から剥がすことも可能であり、樹脂フィルムと容器本体、即ち紙との分別も可能であり、樹脂フィルム及び容器本体のそれぞれのリサイクルも可能である。これらの利点から、組立式紙容器に、例えばＭＡＰ（Modified Atmosphere Packaging）を適用し、食品等の包装容器及び食品等の保存容器としての利用も期待されている。

組立式紙容器は、１枚のブランクシートから成型される。成型には、凹部及び凸部を有する製函用金型が用いられ、ブランクシートを製函用金型の凹部と凸部との間に挟んで押圧する。これにより、ブランクシートから組立式紙容器が成型される（特許文献３）。

また、成型の際、糊付けが必要な場合もある。特許文献４には、段ボールシートの糊付け方法が記載されている。特許文献４では、段ボールシートに糊車を接触させ、糊車を段ボールシートの平面方向に沿って転動させることによって糊付けを行う。

特開平６－２９３３３４号公報 特開２０１９－１７２３３９号公報 特開２０１９－２０６１１６号公報 特開２００６－１１０７２４号公報

組立式の紙容器の成型において、生産性の向上のために、紙容器生産ラインの処理の高速化が求められている。紙容器生産ラインにおいて、工程時間の短縮が要求される典型的な工程は、例えば、接着剤塗布（糊付け）工程及び成型工程である。

接着剤塗布工程では、ブランクシート上に最適な接着剤塗布形状を得るために、ブランクシートの平面方向に沿ってグルーガンを移動させる。このため、グルーガンの、平面方向に沿った移動時間が必要である。また、グルーガンを、ブランクシートに近づけたり、遠ざけたりするために、ブランクシートに対して略垂直方向に移動する時間も必要である。

成型工程は、接着剤塗布工程の後に行われる。成型工程では、接着剤を圧着させる圧着時間及び接着剤を乾燥させる乾燥時間が必要である。このため、圧着時間及び乾燥時間が経過するまでは、次のブランクシートを成型工程に投入できず、生産ラインに投入されたブランクシートを、成型工程前で待機させなければならない。生産ライン中におけるブランクシートの待機は、生産ラインの高速化を妨げる。

この発明の実施形態は、組立式の紙容器の生産ラインの高速化を図ることが可能な紙容器成型機を提供する。

この発明の第１態様に係る紙容器成型機は、紙を主材料とするブランクシートを、フランジ部と収容部とを有した組立式紙容器に成型する紙容器成型機であって、前記紙容器成型機は、接着剤を、前記ブランクシートの前記フランジ部に対応した箇所にある接着剤塗布位置に塗布する接着剤塗布ユニットと、前記接着剤が塗布されたブランクシートを、前記組立式紙容器に成型する成型ユニットと、を備え、前記接着剤塗布ユニットは、接着剤射出機構を有し、前記接着剤射出機構は、前記接着剤を射出する射出機と、前記射出機からの接着剤が射出される射出孔及び前記射出孔の内径よりも大きな内径を有する射出空間を有した射出空間付ノズルと、前記射出空間付ノズルを、前記ブランクシートに対して高さ方向に上昇駆動及び下降駆動する駆動機構と、を含み、前記駆動機構により前記射出空間付ノズルを下降駆動し、前記射出空間付ノズルを前記ブランクシートと接触させ、前記射出孔から前記射出空間に向けて前記接着剤を射出し、前記射出された接着剤を前記射出空間によって堰止しつつ前記接着剤塗布位置に塗布し、前記駆動機構により前記射出空間付ノズルを上昇駆動し、前記射出空間付ノズルを前記ブランクシートから離脱させ、前記接着剤の塗布を、前記射出空間付ノズルと前記ブランクシートとの１回の接触で終了させると共に、前記成型ユニットは、成型機構を有し、前記成型機構は、下型と、前記接着剤が塗布されたブランクシートを前記下型と挟みつつ、前記ブランクシートを前記フランジ部と前記収容部とを有した前記組立式紙容器に成型する上型と、を含み、前記上型は、第１押圧ヘッドと、第２押圧ヘッドと、を有し、前記第１押圧ヘッド及び前記第２押圧ヘッドのそれぞれは、前記フランジ部の、前記接着剤塗布位置を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、前記ブランクシートの、前記接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する圧着保持機構を備え、前記第１押圧ヘッドの前記圧着保持機構による前記ブランクシートの圧着保持を、前記第２押圧ヘッド及び前記下型による前記ブランクシートとは異なる第２ブランクシートの成型と並行して行い、前記第２押圧ヘッドの圧着保持機構による前記第２ブランクシートの圧着保持を、前記第１押圧ヘッド及び前記下型による前記第２ブランクシートとは異なる第３ブランクシートの成型と並行して行うことを特徴とする。

この発明の第２態様に係る紙容器成型機は、第１態様において、前記接着剤塗布位置には、接着剤の塗布ポイントが複数あり、前記射出空間は、前記塗布ポイントそれぞれに対応して複数あり、前記塗布ポイントそれぞれへの前記接着剤の塗布を、前記射出空間付ノズルと前記ブランクシートとの１回の接触で終了することを特徴とする。

この発明の第３態様に係る紙容器成型機は、紙を主材料とするブランクシートを、フランジ部と収容部とを有した組立式紙容器に成型する紙容器成型機であって、前記紙容器成型機は、接着剤を、前記ブランクシートの前記フランジ部に対応した箇所にある接着剤塗布位置に塗布する接着剤塗布ユニットと、前記接着剤が塗布されたブランクシートを、前記組立式紙容器に成型する成型ユニットと、を備え、前記成型ユニットは、成型機構を有し、前記成型機構は、下型と、前記接着剤が塗布されたブランクシートを前記下型と挟みつつ、前記ブランクシートを前記フランジ部と前記収容部とを有した前記組立式紙容器に成型する上型と、を含み、前記上型は、第１押圧ヘッドと、第２押圧ヘッドと、を有し、前記第１押圧ヘッド及び前記第２押圧ヘッドのそれぞれは、前記フランジ部の、前記接着剤塗布位置を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、前記ブランクシートの、前記接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する圧着保持機構を備え、前記第１押圧ヘッドの前記圧着保持機構による前記ブランクシートの圧着保持を、前記第２押圧ヘッド及び前記下型による前記ブランクシートとは異なる第２ブランクシートの成型と並行して行い、前記第２押圧ヘッドの圧着保持機構による前記第２ブランクシートの圧着保持を、前記第１押圧ヘッド及び前記下型による前記第２ブランクシートとは異なる第３ブランクシートの成型と並行して行うことを特徴とする。

第１態様～第２態様に係る紙容器成型機によれば、接着剤の塗布パターンが射出孔の内径よりも大きな場合であっても、射出機の平面方向への移動を伴うことなく、接着剤の塗布を、射出空間付ノズルとブランクシートとの１回の接触で終了させることができる。したがって、接着剤の塗布に要する時間を短縮でき、組立式の紙容器の生産ラインの高速化を図ることが可能な紙容器成型機を提供できる。

第３態様に係る紙容器成型機によれば、例えば、“成型”及び“圧着”をパラレルに行う。したがって、成型に要する時間を短縮でき、組立式の紙容器の生産ラインの高速化を図ることが可能な紙容器成型機を提供できる。また、接着剤塗布ユニット及び成型ユニットを、生産ラインに２つ並べた場合と比較して、第３態様に係る紙容器成型機によれば、接着剤塗布ユニットが１台、成型ユニットにおいては、下型が１台で済む。このため、生産ラインを構築する上でのコストを低く抑えることもできる。

図１は、一実施形態に係る紙容器成型機を概略的に示したブロック図である。 図２（ａ）は、組立式紙容器の一例を示す斜視図である。図２（ｂ）は、組立式紙容器の一例を示す側面図である。図２（ｃ）は、組立式紙容器の一例を示す平面図である。 図３は、ブランクシートの一例を示す平面図である。 図４は、収容部をトップシールで被覆した一例を示す平面図である。 図５は、一実施形態に係る紙容器成型機の一例を示す模式平面図である。 図６は、一実施形態に係る紙容器成型機の一例を示す模式側面図である。 図７は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図８は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図９は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図１０は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図１１は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図１２は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。 図１３は、接着剤射出機構の一例を示す模式側面図である。 図１４（ａ）は、射出空間付ノズルの一例を示す模式水平断面図である。図１４（ｂ）は、射出空間付ノズルの一例を示す模式垂直断面図である。 図１５は、接着剤塗布位置の一例を示す平面図である。 図１６（ａ）～図１６（ｅ）は、接着剤射出機構の動作の一例を示す模式側面図である。 図１７は、成形機構の一例を示す模式側面図である。 図１８は、成形機構の一例を示す模式正面図である。 図１９（ａ）～図１９（ｄ）は、成型機構の動作の一例を示す模式側面図である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、圧着保持機構の動作の一例を示す模式垂直断面図である。 図２１は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２２は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２３は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２４は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２５は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２６は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。 図２７（ａ）は、参考例に係る成型機構の成形シーケンスを示すシーケンスチャートである。図２７（ｂ）は、一実施形態に係る成型機構の成形シーケンスの一例を示すシーケンスチャートである。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。各図において、共通する部分については共通する参照符号を付し、重複する説明は省略する。

（紙容器成型機）
図１は、一実施形態に係る紙容器成型機を概略的に示したブロック図である。図１に示す状態は、紙容器成型機を、ブランクシートの平面に対して略垂直な高さ方向Ｚから見た状態に対応する。Ｘ及びＹは、ブランクシートの平面方向Ｘ及び平面方向Ｙに対応する。平面方向Ｘは、平面方向Ｙと略直交する。

図１に示すように、紙容器成型機１００は、ホッパー１と、接着剤塗布ユニット２と、成型ユニット３と、搬送コンベア４と、を含む。ホッパー１には、複数のブランクシート２００が高さ方向Ｚに積み重ねられて収納される。ホッパー１は、積み重ねられたブランクシート２００を、高さ方向Ｚに１枚ずつ落下させる。落下されたブランクシート２００は、１枚ずつ接着剤塗布ユニット２に搬入される。なお、図中の矢印Ａは、紙容器成型機１００内におけるブランクシート２００又は組立式紙容器３００の動きを示している。

接着剤塗布ユニット２は、接着剤を、ブランクシート２００の接着剤塗布位置に塗布する。接着剤塗布位置は、ブランクシート２００のフランジ部となる箇所にある。接着剤が塗布されたブランクシート２００は、成型ユニット３に搬入される。

成型ユニット３は、接着剤が塗布されたブランクシート２００を、組立式紙容器３００に成型する。成型された組立式紙容器３００は、例えば、傾斜路を有した搬出路５を介して、搬送コンベア４に搬出される。紙容器成型機１００では、搬出路５が、第１搬出路５ａ及び第２搬出路５ｂを含む。成型された組立式紙容器３００は、２列の第１搬出路５ａ及び第２搬出路５ｂから交互に搬出される。第１搬出路５ａ及び第２搬出路５ｂのそれぞれは、平面方向Ｘから平面方向Ｙへ向けてカーブする。第１搬出路５ａ及び第２搬出路５ｂそれぞれの出口は、例えば、搬送コンベア４の上方にある。第１搬出路５ａ及び第２搬出路５ｂのそれぞれは、組立式紙容器３００を搬送コンベア４に１列に落下させる。これにより、成型ユニット２から２列で搬出された組立式紙容器３００は、その向きを平面方向Ｘから平面方向Ｙへと転換した上で搬送コンベア４上で１列に戻る。

搬送コンベア４は、搬出された組立式紙容器３００を搬送方向ＴＤに搬送し、組立式紙容器３００を、後段の工程（図示せず）、例えば、樹脂性フィルムの貼着工程等へ向けて搬送する。搬送コンベア４は、搬送方向ＴＤに沿って組立式紙容器３００を搬送する。搬送方向ＴＤは、一実施形態では、平面方向Ｙに沿う。

（組立式紙容器）
図２（ａ）は、組立式紙容器の一例を示す斜視図である。図２（ｂ）は、組立式紙容器の一例を示す側面図である。図２（ｃ）は、組立式紙容器の一例を示す平面図である。

組立式紙容器３００は、容器本体３０１と、樹脂性フィルム４００とを含む。容器本体３０１は、収容部３０２と、フランジ部３０３とを含む。紙容器成型機１００は、例えば、容器本体３０１の成型までを行う。容器本体３０１は、底面３０４と、底面３０４から立ち上がる複数の側面３０５とを持つ。

収容部３０２は、底面３０４と複数の側面３０５とで構成される。側面３０５は、この実施形態では、８つある。側面３０５は、３つ以上あれば収容部３０２を構成できる。側面３０５は３つ以上あれば良い。

フランジ部３０３は、それぞれの側面３０５の上端に収容部３０２から外向きに接続される。フランジ部３０３は、上面３０６を有する。フランジ部３０３の上面３０６は、組立て後、フラットとなる。フランジ部３０３の上面３０６には、隙間３０７がある。隙間３０７は、組立後、ブランクシート２００の端面２０１（図３参照）どうしが近接することにより、上面３０６に生じる。隙間３０７は、収容部３０２から容器本体３０１の外側へ向けて延びる。この実施形態では、隙間３０７がフランジ部３０３の四隅に生じている。

樹脂性フィルム４００は、底面３０４の内面、側面３０５の内面、フランジ部３０３の上面３０６及びフランジ部３０３の端面のそれぞれを被覆する。樹脂性フィルム４００には、例えば、水密性及びガスバリア性を有するものが選ばれる。樹脂性フィルム４００の一例は、例えば熱可塑性樹脂のフィルムである。熱可塑性樹脂のフィルムの例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、エチレン－アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリブテン、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。また、樹脂性フィルム４００は石油由来でも植物由来でも良い。樹脂性フィルム３は、上記材料いずれかの単一フィルムであっても良く、上記材料を複数混合したフィルムであっても良い。また、樹脂性フィルム３は、単層のフィルムであっても良く、複数の層を積層した積層フィルムであっても良い。

（ブランクシート）
図３は、ブランクシートの一例を示す平面図である。

組立式紙容器３００は、図３に示すブランクシート２００から組み立てられる。ブランクシート２００は、紙を主材料とする。図３において、点線は「谷折り」を示し、一点鎖線は「山折り」を示す。谷折り線及び山折り線は、例えば、ミシン目、ハーフカット、罫線等からなっている。また、太い実線は「切込み」を示す。紙容器成型機１００は、ブランクシート２００に「谷折り」、「山折り」及び「接着」を施す。これにより、組立式紙容器３００が得られる。

（トップシール被覆）
図４は、収容部をトップシールで被覆した一例を示す平面図である。

図４に示すように、組立式紙容器３００の収容部３０２は、トップシール５００で被覆される。これにより、組立式紙容器３００は、食品等を包装して収容部３０２内に収容することができる。トップシール５００は、フランジ部３０３の上面３０６上の樹脂性フィルム４００に貼着される。トップシール５００は、押圧機（例えばシールヘッド）により、貼着部分５０１を押圧することで樹脂性フィルム４００に貼着される。貼着部分５０１は、フランジ部３０３の上面３０６の上方に位置する。

（接着剤塗布ユニット及び成型ユニット）
図５は、一実施形態に係る紙容器成型機の一例を示す模式平面図である。図６は、一実施形態に係る紙容器成型機の一例を示す模式側面図である。

図５及び図６に示すように、接着剤塗布ユニット２は、第１搬入ステージ２１と、接着剤塗布ステージ２２と、接着剤射出機構２３と、を含む。第１搬入ステージ２１は、ホッパー１の下方に位置する。接着剤塗布ステージ２２は、第１搬入ステージ２１と平面方向Ｘに沿って隣接する。

接着剤射出機構２３は、接着剤塗布位置２０２に向けて接着剤を射出する。接着剤塗布位置２０２は、ブランクシート２００のフランジ部３０３に対応した箇所にある。これにより、接着剤塗布ユニット２は、接着剤塗布位置２０２に接着剤を塗布する。ブランクシート２００では、接着剤塗布位置２０２が、ブランクシート２００の四隅のそれぞれに設定される。紙容器成型機１００では、接着剤射出機構２３が４つ備えられている。４つの接着剤射出機構２３は、それぞれブランクシート２００の四隅にある４つの接着剤塗布位置２０２に対応している。

成型ユニット３は、第２搬入ステージ３１と、成型部３２と、搬出部３３と、成形機構３４と、を含む。第２搬入ステージ３１は、接着剤塗布ステージ２２と平面方向Ｘに沿って隣接する。成型部３２は、第２搬入ステージ３１と平面方向Ｘに沿って隣接する。紙容器成型機１００では、搬出部３３が、第１搬出部３３ａと第２搬出部３３との２か所ある。第１搬出部３３ａは、成型部３２と平面方向Ｙに沿って隣接する。第２搬出部３３ｂは、成型部３２と平面方向Ｙに沿って第１搬出部３３ａとは反対側に隣接する。第１搬出路５ａは、第１搬出部３３ａと接続されている。第１搬出路５ａは、例えば、第１搬出部３３ａ内に延びる。第２搬出路５ｂは、第２搬出部３３ｂと接続されている。第２搬出路５ｂは、例えば、第２搬出部３３ｂ内に延びる。

成形機構３４は、下型３４１と、上型３４２と、を含む。上型３４２は、接着剤が塗布されたブランクシート２００を、下型３４１と挟みつつ、ブランクシート２００を組立式紙容器３００に成型する。上型３４２は、第１押圧ヘッド３４２ａと、第２押圧ヘッド３４２ｂと、を有する。第１押圧ヘッド３４２ａは、第２押圧ヘッド３４２ｂと第１締結部材３４３によって締結されている。これにより、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂのそれぞれは、一体的に平面方向Ｙに沿って左右に移動する。

第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂのそれぞれは、圧着保持機構３４４を備えている。圧着保持機構３４４は、フランジ部３０３の、接着剤塗布位置２０２を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、ブランクシート２００の、接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する。圧着保持機構３４４は、押圧ヘッド１つ当たり、４つの接着剤塗布位置２０２に対応して４つ備えられている。４つの圧着保持機構３４４のそれぞれは、第２締結部材３４５によって締結されている。これにより、４つの圧着保持機構３４４のそれぞれは、一体的に高さ方向Ｚに沿って上下に移動する。

紙容器成型機１００は、キッカー２６を、さらに含む。キッカー２６は、ブランクシート２００を、接着剤塗布ユニット２から成型ユニット３へ押し込むことにより移動させる。キッカー２６は、平面方向Ｘに沿って移動自在に構成されているとともに、図６に示すように弧を描くようにして平面方向Ｘの逆方向に向けて戻ると共に高さ方向Ｚに沿って戻るように構成されている平面方向Ｘに向けたラインが複数列で構成されている場合には、個々のラインについてキッカー２６がそれぞれ設けられることになる。

＜フィード動作＞
図７～図１２は、フィード動作の一例を示す模式側面図である。図７～図１２に示す模式側面は、図６に示した模式側面と対応する。なお、このフィード動作の説明は、フィード動作のみに着目する。接着剤塗布ユニット２の動作及び成型ユニット３の動作については、後述する。

図７に示すように、イニシャル状態では、キッカー２６は、例えば、第１搬入ステージ２１及び接着剤塗布ステージ２２等の側方に位置している。この状態で、ホッパー１より、１枚の第１ブランクシート２００ａを、第１搬入ステージ２１上に落下させる。このとき、図示しないバキュームパットをホッパー１の下側から上昇させて第１ブランクシート２００ａを一枚のみ吸引し、第１搬入ステージ２１上に載せるようにしてもよい。

次に、図８（ａ）に示すように、キッカー２６を平面方向Ｘに沿って移動させ、第１ブランクシート２００ａを、接着剤塗布ステージ２２の上方に位置させる。

次に、図８（ｂ）に示すように、キッカー２６について弧を描くようにして平面方向Ｘの逆方向に向けて戻ると共に高さ方向Ｚに沿って戻るように制御する。

次に、図９に示すように、ホッパー１より、１枚の第２ブランクシート２００ｂを、第１搬入ステージ２１上に落下させると共に、接着剤射出機構２３により、第１ブランクシート２００ａに対して接着剤の塗布動作を実行する。この接着剤の塗布動作については後段において詳述する。

次に、図１０に示すように、キッカー２６を平面方向Ｘに沿って移動させ、第２ブランクシート２００ｂを、接着剤塗布ステージ２２の上方に位置させるとともに、第１ブランクシート２００ａを、第２搬入ステージ３１の上方に位置させる。

次に、図１１に示すように、各キッカー２６について弧を描くようにして平面方向Ｘの逆方向に向けて戻ると共に高さ方向Ｚに沿って戻るように制御する。また、ホッパー１より、１枚の第３ブランクシート２００ｃを、第１搬入ステージ２１上に落下させると共に、接着剤射出機構２３により、第２ブランクシート２００ｂに対して接着剤の塗布動作を実行する。

次に、図１２に示すように、キッカー２６を平面方向Ｘに沿って移動させ、第３ブランクシート２００ｃを、接着剤塗布ステージ２２の上方に位置させるとともに、第２ブランクシート２００ｂを、第２搬入ステージ３１の上方に位置させる。その前の段階において第２搬入ステージ３１上に載置されていた第１ブランクシート２００ａは、キッカー２６によって平面方向Ｘに押され、第２搬入ステージ２３から下型３４１上へ押し出される。

以後、図１１～図１２に示したフィード動作を繰り返す。これにより、ブランクシート２００は、第１搬入ステージ２１、接着剤塗布ステージ２２、第２搬入ステージ３１及び下型３４１へと順次フィードされる。

＜接着剤射出機構＞
図１３は、接着剤射出機構の一例を示す模式側面図である。図１４（ａ）は、射出空間付ノズルの一例を示す模式水平断面図である。図１４（ｂ）は、射出空間付ノズルの一例を示す模式垂直断面図である。図１４（ａ）に示す断面は、図１４（ｂ）中のＸＩＶＡ－ＸＩＶＡ線に沿う。図１４（ｂ）に示す断面は、図１４（ａ）中のＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ線に沿う。図１５は、接着剤塗布位置の一例を示す平面図である。

図１３～図１４（ｂ）に示すように、接着剤射出機構２３は、射出機２３１と、射出空間付ノズル２３２と、第１駆動機構２３３と、を含む。射出機２３１は、接着剤６００を射出する。射出空間付ノズル２３２は、射出孔２３４と、射出空間２３５と、を有する。射出孔２３４は、射出機２３１からの接着剤を射出する。射出空間２３５には、射出孔２３４から接着剤６００が射出される。

射出空間２３５の平面パターンは、両端が丸まった矩形である。射出空間２３５の長軸方向の内径φ１は、射出孔２３４の内径φ２よりも大きい。内径φ１の一例は、例えば、内径φ２の１０倍以上の有限値である。なお、内径φ１は、内径φ２以上内径φ２の１０倍未満とすることも可能である。

なお、射出空間２３５の平面パターンは、接着剤塗布位置２０２における接着剤の塗布パターンに対応する。したがって、射出空間２３５の平面パターンを変えることにより、接着剤の塗布パターンを様々な形に変更することができる。射出空間２３５の平面パターンは、両端が丸まった矩形である。したがって、接着剤の塗布パターンは、両端が丸まった矩形となる。

ブランクシート２００では、１つの接着剤塗布位置２０２に、接着剤の塗布ポイントが複数、例えば、第１塗布ポイント２０３ａ及び第２塗布ポイント２０３ｂの２つがある（図１５）。射出空間付ノズル２３２では、射出空間２３５は、第１塗布ポイント２０３ａ及び第２塗布ポイント２０３ｂのそれぞれに対応して複数、例えば、第１射出空間２３５ａ及び第２射出空間２３５ｂの２つが設けられている（図１４）。

１つの接着剤塗布位置２０２に、接着剤の塗布ポイントが複数ある場合、１つの射出空間付ノズル２３２に、複数の射出空間２３５を、複数の塗布ポイントのそれぞれに対応して設けるようにしてもよい。この場合、１つの塗布ポイントごとに、１つの射出空間付ノズル２３２を設けた場合と比較して、例えば、塗布ポイント間の間隔を、より狭めることができる、という利点が得られる。したがって、複数の射出空間を有した射出空間付ノズル２３２は、塗布ポイントの大きさが小さい、例えば、組立式紙容器３００を成型する接着剤塗布ユニット２に使用される接着剤射出機構２３のノズルとして有用である。

また、複数の射出空間を有した射出空間付ノズル２３２は、塗布ポイントの総数よりも射出空間付ノズル２３２の数を少なくすることができ、接着剤射出機構２３のメンテナンス性が向上する、という利点も得ることができる。このため、例えば、接着剤射出機構２３では、射出空間付ノズル２３２の交換を、より短時間で終えることができる。さらに、例えば、部品点数を削減できる利点もあることから、紙容器成型機１００の製造コスト及びそのランニングコストを低く抑えることも可能である。

第１駆動機構２３３は、射出空間付ノズル２３２を、ブランクシート２００に対して高さ方向Ｚに上昇駆動及び下降駆動する。紙容器成型機１００は、例えば、射出空間付ノズル２３２を射出機２３１に取り付けた例である。紙容器成型機１００では、第１駆動機構２３３が、射出機２３１及び射出空間付ノズル２３２の双方を高さ方向Ｚに上昇駆動及び下降駆動する。

第１駆動機構２３３は、射出空間付ノズル２３２を、ブランクシート２００の接着剤塗布位置２０２に接触させる。接着剤塗布ユニット２では、接着剤の塗布を、いわば“スタンプ方式”で、射出空間付ノズル２３２とブランクシート２００との１回の接触で終了させる。

紙容器成型機１００では、４つの接着剤射出機構２３を備えている。１回の接着剤の塗布工程では、４つの接着剤射出機構２３それぞれの射出空間付ノズル２３２が、一斉にブランクシート２００の接着剤塗布位置２０２に接触され、接着剤の塗布後、４つの接着剤射出機構２３それぞれの射出空間付ノズル２３２が、一斉にブランクシート２００の接着剤塗布位置２０２から離脱する。

＜接着剤射出機構の動作＞
図１６（ａ）～図１６（ｅ）は、接着剤射出機構の動作の一例を示す模式側面図である。

図１６（ａ）に示すように、ブランクシート２００を、接着剤塗布ステージ２２上にフィードする。

次に、図１６（ｂ）に示すように、第１駆動機構２３３により射出空間付ノズル２３２を下降駆動し、射出空間付ノズル２３２をブランクシート２００と接触させる。

次に、図１６（ｃ）に示すように、射出機２３１から接着剤６００を、射出孔２３４を介して第１射出空間２３５ａ及び第２射出空間２３５ｂに向けて射出する。射出された接着剤６００は、第１射出空間２３５ａ及び第２射出空間２３５ｂにより、射出範囲が制限される。これにより、射出された接着剤６００は、第１射出空間２３５ａ及び第２射出空間２３５ｂにより堰止しつつ、第１塗布ポイント２０３ａ（図１５）及び第２塗布ポイント２０３ｂ（図１５）に塗布される。

次に、図１６（ｄ）に示すように、第１駆動機構２３３により射出空間付ノズル２３２を上昇駆動し、射出空間付ノズル２３２をブランクシート２００から離脱させる。第１塗布ポイント２０３ａ及び第２塗布ポイント２０３ｂそれぞれの上には、接着剤６００が塗布されている。

次に、図１６（ｅ）に示すように、接着剤６００が塗布されたブランクシート２００を、第２搬入ステージ３１にフィードする。

このように、接着剤射出機構２３は、第１塗布ポイント２０３ａ及び第２塗布ポイント２０３ｂそれぞれへの接着剤６００の塗布を、射出空間付ノズル２３２とブランクシート２００との１回の接触で終了する。

このような紙容器成型機１００が備えた接着剤塗布ユニット２によれば、接着剤の塗布パターンが射出孔２３４の内径よりも大きな場合であっても、射出機、例えばグルーガンの平面方向への移動を伴うことなく、接着剤の塗布を、射出空間付ノズル２３２とブランクシート２００との１回の接触で終了させることができる。したがって、接着剤の塗布に要する時間を短縮でき、組立式の紙容器の生産ラインの高速化を図ることが可能な紙容器成型機を得ることができる。

＜成型機構＞
図１７は、成形機構の一例を示す模式側面図である。図１７に示す模式側面は、平面方向Ｙに見た側面である。図１８は、成形機構の一例を示す模式正面図である。図１８に示す模式正面は、平面方向Ｘに見た正面である。

図１７及び図１８に示すように、成型機構３４は、第２駆動機構３４６と、第３駆動機構３４７と、第４駆動機構３４８と、を含む。

第２駆動機構３４６は、第１押圧ヘッド３４２ａ又は第２押圧ヘッド３４２ｂを、ブランクシート２００に対して高さ方向Ｚに上昇駆動及び下降駆動する。

第３駆動機構３４７は、第１締結部材３４３を、平面方向Ｙに沿って左右に移動させる。これにより、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂのそれぞれは、一体的に平面方向Ｙに沿って左右に移動する。

第４駆動機構３４８は、第２締結部材３４５を、高さ方向Ｚに上昇駆動及び下降駆動させ、第２締結部材３４５と連動し圧着保持機構３４４を高さ方向Ｚに上昇駆動及び下降駆動させる。第４駆動機構３４８は、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂのそれぞれに設けられている。これにより、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂの各々において、４つの圧着保持機構３４４のそれぞれは、一体的に高さ方向Ｚに沿って上下に移動する。また、第２締結部材３４５及び第４駆動機構３４８は、圧着保持機構３４４のそれぞれを、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂから独立して上下に移動させる。

＜成型機構の動作＞
図１９（ａ）～図１９（ｄ）は、成型機構の動作の一例を示す模式側面図である。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、圧着保持機構の動作の一例を示す模式垂直断面図である。図２２～図２６は、成型機構の動作の一例を示す模式正面図である。

図１９（ａ）に示すように、ブランクシート２００を、下型３４１上にフィードする。

次に、図１９（ｂ）に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａを、高さ方向Ｚに下降駆動する。さらに、図１９（ｃ）に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａを、高さ方向Ｚに、さらに下降駆動する。これらの動作により、第１押圧ヘッド３４２ａ及び下型３４１によってブランクシート２００は加圧され、組立式紙容器３００の形状に成型される。

引き続き、図１９（ｃ）に示すように、さらに、第４駆動機構３４８を用いて、第２締結部材３４５を、高さ方向Ｚに下降駆動する。これにより、圧着保持機構３４４は高さ方向に下降し、接着剤塗布位置２０２を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、ブランクシート２００の、接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する。

圧着保持機構３４４の一例を、その動作とともに説明する。

図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、圧着保持機構３４４の一例は、クランプ３５１を有する。クランプ３５１から凸状に設けられた凸状片３６２が回転軸３６３に軸着されている。下型３４１は、接着剤塗布位置２０２に対応して、逃げ溝３５２を有する。逃げ溝３５２には、圧着保持機構３４４が下降した際、ブランクシート２００側に付勢されたクランプ３５１が逃げ込む。

図２０（ｂ）に示すように、圧着保持機構３４４が高さ方向に下降し、これに連動して凸状片３６２が回転軸３６３を中心として回転する結果、クランプ３５１の先端が付勢方向Ｕに回動し、掴持状態となる。これにより、組立式紙容器３００の、接着剤塗布位置２０２を含む接着剤塗布部分は、クランプ３５１と第１押圧ヘッド３４２ａとの間に掴持されて圧着保持される。

次に、図１９（ｄ）及び図２１に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａを、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したまま、高さ方向Ｚに上昇駆動する。

次に、図２２に示すように、第３駆動機構３４７（図１８）を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂを、平面方向Ｙに水平駆動する。第１押圧ヘッド３４２ａにおいては、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したまま、平面方向Ｙに水平駆動する。これにより、第１押圧ヘッド３４２ａは第１搬送路５ａの上方に移動し、第２押圧ヘッド３４２ｂは下型３４１の上方に移動する。また、ブランクシート２００を、下型３４１上にフィードする。

次に、図２３に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第２押圧ヘッド３４２ｂを、高さ方向Ｚに下降駆動する。さらに、図２４に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第２押圧ヘッド３４２ｂを、高さ方向Ｚに、さらに下降駆動する。これらの動作により、第２押圧ヘッド３４２ｂ及び下型３４１によってブランクシート２００は加圧され、組立式紙容器３００の形状に成型される。これらの動作の間、第１押圧ヘッド３４２ａにおいては、例えば、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したままとされる。

次に、図２４に示すように、さらに、第４駆動機構３４８を用いて、第２押圧ヘッド３４２ｂの第２締結部材３４５を、高さ方向Ｚに下降駆動する。これにより、第２押圧ヘッド３４２ｂの圧着保持機構３４４は高さ方向に下降し、接着剤塗布位置２０２を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、ブランクシート２００の、接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する。この動作の間、第１押圧ヘッド３４２ａにおいては、例えば、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したままとされる。

次に、図２５に示すように、第２駆動機構３４６（図１８及び図１９）を用いて、第２押圧ヘッド３４２ｂを、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したまま、高さ方向Ｚに上昇駆動する。また、第４駆動機構３４８を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａの第２締結部材３４５を、高さ方向Ｚに上昇駆動する。これにより、圧着保持機構３４４の掴持状態が解除され、組立性紙容器３００は、第１搬送路５ａ上に落下する。

次に、図２６に示すように、第３駆動機構３４７（図１８）を用いて、第１押圧ヘッド３４２ａ及び第２押圧ヘッド３４２ｂを、平面方向Ｙに水平駆動する。第２押圧ヘッド３４２ｂにおいては、圧着保持機構３４４による圧着保持を継続したまま、平面方向Ｙに水平駆動する。これにより、第２押圧ヘッド３４２ｂは第２搬送路５ｂの上方に移動し、第１押圧ヘッド３４２ａは下型３４１の上方に移動する。また、ブランクシート２００を、下型３４１上にフィードする。

以後、図２３～図２６に示した動作と同様の動作を繰り返す。これにより、組立性紙容器３００は、第１搬送路５ａ及び第２搬送路５ｂから交互に搬出される。

＜成型シーケンス＞
図２７（ａ）は、参考例に係る成型機構の成形シーケンスを示すシーケンスチャートである。図２７（ｂ）は、一実施形態に係る成型機構の成形シーケンスの一例を示すシーケンスチャートである。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）において、縦軸は時間ｔの流れを示す。

図２７（ａ）に示すように、参考例に成型機構の成形シーケンスでは、“搬入”、“成型”、“圧着”、“搬出”及び“搬入”のステップを、シーケンシャルに繰り返す。

参考例に対して、図２７（ｂ）に示すように、一実施形態に係る成型機構の成形シーケンスでは、例えば、“成型”及び“圧着”をパラレルに行う。このため、それぞれのステップに要する時間を、参考例と一実施形態とで同じ、と仮定した場合、参考例では搬出が２回のところ、一実施形態では搬出を、少なくとも３回以上行うことができる。したがって、成型に要する時間を短縮でき、組立式の紙容器の生産ラインの高速化を図ることができる。

また、接着剤塗布ユニット及び成型ユニットを、生産ラインに２つ並べた場合と比較して、一実施形態に係る紙容器成型機１００によれば、接着剤塗布ユニット２が１台、成型ユニット３においては、下型３４１が１台で済む。このため、生産ラインを構築する上でのコストを低く抑えられる、という利点を得ることができる。

以上、この発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この発明の実施形態及び変形例は、様々な新規な形態で実施することができる。したがって、上記実施形態及び変形例は、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更が可能である。このような新規な形態や変形は、この発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明、及び特許請求の範囲に記載された発明の均等物の範囲に含まれる。

１００ ：紙容器成型機
１ ：ホッパー
２ ：接着剤塗布ユニット
２１ ：第１搬入ステージ
２２ ：接着剤塗布ステージ
２３ ：接着剤射出機構
２３１ ：射出機
２３２ ：射出空間付ノズル
２３３ ：第１駆動機構
２３４ ：射出孔
２３５ ：射出空間
２３５ａ：第１射出空間
２３５ｂ：第２射出空間
２６ ：キッカー
３ ：成型ユニット
３１ ：第２搬入ステージ
３２ ：成型部
３３ ：搬出部
３３ａ ：第１搬出部
３３ｂ ：第２搬出部
３４ ：成型機構
３４１ ：下型
３４２ ：上型
３４２ａ：第１押圧ヘッド
３４２ｂ：第２押圧ヘッド
３４３ ：第１締結部材
３４４ ：圧着保持機構
３４５ ：第２締結部材
３４６ ：第２駆動機構
３４７ ：第３駆動機構
３４８ ：第４駆動機構
３５１ ：クランプ
３５２ ：逃げ溝
４ ：搬送コンベア
５ ：搬出路
５ａ ：第１搬出路
５ｂ ：第２搬出路
２００ ：ブランクシート
２００ａ：第１ブランクシート
２００ｂ：第２ブランクシート
２００ｃ：第３ブランクシート
２０１ ：端面
２０２ ：接着剤塗布位置
２０３ａ：第１塗布ポイント
２０３ｂ：第２塗布ポイント
３００ ：組立式紙容器
３０１ ：容器本体
３０２ ：収容部
３０３ ：フランジ部
３０４ ：底面
３０５ ：側面
３０６ ：上面
３０７ ：隙間
３６２ ：凸状片
３６３ ：回転軸
４００ ：樹脂性フィルム
５００ ：トップシール
５０１ ：貼着部分
６００ ：接着剤
Ａ ：矢印
Ｘ ：平面方向
Ｙ ：平面方向
Ｚ ：高さ方向
ＴＤ ：搬送方向
Ｕ ：付勢方向

Claims (3)

1. 紙を主材料とするブランクシートを、フランジ部と収容部とを有した組立式紙容器に成型する紙容器成型機であって、
   前記紙容器成型機は、
   接着剤を、前記ブランクシートの前記フランジ部に対応した箇所にある接着剤塗布位置に塗布する接着剤塗布ユニットと、
   前記接着剤が塗布されたブランクシートを、前記組立式紙容器に成型する成型ユニットと、を備え、
   前記接着剤塗布ユニットは、接着剤射出機構を有し、
   前記接着剤射出機構は、
   前記接着剤を射出する射出機と、
   前記射出機からの接着剤が射出される射出孔及び前記射出孔の内径よりも大きな内径を有する射出空間を有した射出空間付ノズルと、
   前記射出空間付ノズルを、前記ブランクシートに対して高さ方向に上昇駆動及び下降駆動する駆動機構と、を含み、
   前記駆動機構により前記射出空間付ノズルを下降駆動し、前記射出空間付ノズルを前記ブランクシートと接触させ、前記射出孔から前記射出空間に向けて前記接着剤を射出し、前記射出された接着剤を前記射出空間によって堰止しつつ前記接着剤塗布位置に塗布し、
   前記駆動機構により前記射出空間付ノズルを上昇駆動し、前記射出空間付ノズルを前記ブランクシートから離脱させ、前記接着剤の塗布を、前記射出空間付ノズルと前記ブランクシートとの１回の接触で終了させると共に、
   前記成型ユニットは、成型機構を有し、
   前記成型機構は、
   下型と、
   前記接着剤が塗布されたブランクシートを前記下型と挟みつつ、前記ブランクシートを前記フランジ部と前記収容部とを有した前記組立式紙容器に成型する上型と、を含み、
   前記上型は、第１押圧ヘッドと、第２押圧ヘッドと、を有し、
   前記第１押圧ヘッド及び前記第２押圧ヘッドのそれぞれは、前記フランジ部の、前記接着剤塗布位置を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、前記ブランクシートの、前記接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する圧着保持機構を備え、
   前記第１押圧ヘッドの前記圧着保持機構による前記ブランクシートの圧着保持を、前記第２押圧ヘッド及び前記下型による前記ブランクシートとは異なる第２ブランクシートの成型と並行して行い、
   前記第２押圧ヘッドの圧着保持機構による前記第２ブランクシートの圧着保持を、前記第１押圧ヘッド及び前記下型による前記第２ブランクシートとは異なる第３ブランクシートの成型と並行して行うこと
   を特徴とする紙容器成型機。
2. 前記接着剤塗布位置には、接着剤の塗布ポイントが複数あり、
   前記射出空間は、前記塗布ポイントそれぞれに対応して複数あり、
   前記塗布ポイントそれぞれへの前記接着剤の塗布を、前記射出空間付ノズルと前記ブランクシートとの１回の接触で終了すること
   を特徴とする請求項１記載の紙容器成型機。
3. 紙を主材料とするブランクシートを、フランジ部と収容部とを有した組立式紙容器に成型する紙容器成型機であって、
   前記紙容器成型機は、
   接着剤を、前記ブランクシートの前記フランジ部に対応した箇所にある接着剤塗布位置に塗布する接着剤塗布ユニットと、
   前記接着剤が塗布されたブランクシートを、前記組立式紙容器に成型する成型ユニットと、を備え、
   前記成型ユニットは、成型機構を有し、
   前記成型機構は、
   下型と、
   前記接着剤が塗布されたブランクシートを前記下型と挟みつつ、前記ブランクシートを前記フランジ部と前記収容部とを有した前記組立式紙容器に成型する上型と、を含み、
   前記上型は、第１押圧ヘッドと、第２押圧ヘッドと、を有し、
   前記第１押圧ヘッド及び前記第２押圧ヘッドのそれぞれは、前記フランジ部の、前記接着剤塗布位置を含む接着剤塗布部分を掴みつつ、前記ブランクシートの、前記接着剤の上下に位置した部分どうしを圧着保持する圧着保持機構を備え、
   前記第１押圧ヘッドの前記圧着保持機構による前記ブランクシートの圧着保持を、前記第２押圧ヘッド及び前記下型による前記ブランクシートとは異なる第２ブランクシートの成型と並行して行い、
   前記第２押圧ヘッドの圧着保持機構による前記第２ブランクシートの圧着保持を、前記第１押圧ヘッド及び前記下型による前記第２ブランクシートとは異なる第３ブランクシートの成型と並行して行うこと
   を特徴とする紙容器成型機。

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