JPWO2015199221A1 - シュリンクラベルの加熱収縮装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、物品の一部または全部を覆っているシュリンクラベルを均一に熱収縮させることができると共に物品やシュリンクラベルの表面に水滴が付着していない状態に仕上げることができるシュリンクラベルの加熱収縮装置を提供することを目的とする。そのため本発明は、容器ＰＣに被嵌された筒状ラベルＬを熱収縮させるために過熱水蒸気を吐出する蒸気吐出ユニット１２及び筒状ラベルＬの熱収縮後に容器ＰＣ等に加熱空気を吹き付けることで、付着している水滴を蒸発させる加熱空気吹出ユニット１４が配設された加熱処理室２と、蒸気ボイラ２０によって生成された水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成するスーパーヒータ２２と、加熱処理室２内の余剰水蒸気を利用して加熱空気生成用の空気を予熱する予熱ユニット２７と、予熱された空気を水蒸気を利用して所定温度まで加熱する加熱空気生成用熱交換器１５と、余剰水蒸気を凝縮させる凝縮用熱交換器３１とを備えている。

Description

この発明は、例えば、液体飲料を充填するプラスチック容器に被嵌された筒状のシュリンクラベル等を加熱収縮させるシュリンクラベルの加熱収縮装置に関する。

清涼飲料等の液体飲料が充填されるプラスチック容器としては、商品名や内容物の表示等を容器表面に直接印刷したものや、デザイン等の変更を容易に行うことができるように、商品名や内容物の表示等が印刷された筒状のシュリンクラベルをプラスチック容器に装着したものがあるが、こういった筒状のシュリンクラベルは、プラスチック容器を所定の搬送路に沿って搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアによって搬送されるプラスチック容器に未収縮の筒状ラベルを被嵌するラベル被嵌装置と、プラスチック容器に被嵌された筒状ラベルを加熱収縮させる加熱収縮装置とを備えたラベル装着システムによって連続的にプラスチック容器に装着されるのが一般的である。

こういったラベル装着システムに搭載される加熱収縮装置は、筒状ラベルが被嵌された容器を搬送する搬送コンベアを囲うように設置される加熱処理室と、この加熱処理室内を通過する容器に被嵌された筒状ラベルを熱風や水蒸気によって加熱する加熱装置とを備えており、容器が加熱処理室を通過する間に筒状ラベルを加熱収縮させるようになっている（特許文献１）。なお、本願で使用している「水蒸気」は、１気圧の条件下で温度が１００℃以下となる水蒸気をいう。

特開平０９−２７２５１４号公報

ところで、熱風によって筒状ラベルを加熱する場合は、ヒータによって１００〜２００℃程度に加熱した空気をプラスチック容器に被嵌された筒状ラベルに局部的に吹き付けることになるので、筒状ラベル全体を均一に熱収縮させることができず、筒状ラベルに印刷されているデザインや文字が歪み、綺麗に仕上げることが難しいといった問題がある。

一方、水蒸気によって筒状ラベルを加熱すると、筒状ラベル全体を均一に熱収縮させることができるので、筒状ラベルに印刷されているデザインや文字が歪みにくく、綺麗に仕上げることができるが、筒状ラベルやプラスチック容器の表面に多量の水滴が付着するといった問題がある。液体飲料等の内容物を充填する前に筒状ラベルをプラスチック容器に装着する場合は、プラスチック容器の内部にも多量の水滴が付着することになるので、特に問題となる。

そこで、この発明の課題は、物品の一部または全部を覆っているシュリンクラベルを均一に熱収縮させることができ、しかも、物品やシュリンクラベルの表面に水滴が付着していない状態に仕上げることができるシュリンクラベルの加熱収縮装置を提供することにある。

上述の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、物品の一部または全部がシュリンクラベルによって覆われたラベル被覆体の搬送路を囲う加熱処理室と、加熱処理室内に過熱水蒸気を供給することで、加熱処理室内を通過するラベル被覆体のシュリンクラベルを熱収縮させる蒸気供給装置と、所定温度の加熱空気を生成する加熱空気生成装置と、過熱水蒸気が供給された加熱処理室内を通過することで水滴が付着したラベル被覆体に、加熱空気生成装置によって生成された加熱空気を吹き付けることで、水滴を蒸発させる加熱空気吹付装置とを備え、加熱空気生成装置は、加熱処理室内の余剰水蒸気を利用して空気を予熱する予熱装置と、予熱装置によって予熱された空気を所定温度まで加熱する加熱装置とを有していることを特徴とするシュリンクラベルの加熱収縮装置を提供するものである。なお、本願で使用している「過熱水蒸気」は、１気圧の条件下で温度が１００℃よりも高く３００℃以下となる水蒸気で、好ましくは１２０℃〜３００℃、より好ましくは、１６０℃〜１８０℃の水蒸気をいい、上述した「水蒸気」とは異なる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明のシュリンクラベルの加熱収縮装置において、加熱処理室内の余剰水蒸気を冷却して凝縮させる蒸気凝縮装置を備えていることを特徴としている。

以上のように、請求項１に係る発明のシュリンクラベルの加熱収縮装置では、物品の一部または全部を覆っているシュリンクラベルを、加熱処理室内に供給された過熱水蒸気によって加熱収縮させるようになっているので、水蒸気による加熱を行う場合と同様に、シュリンクラベルに印刷されているデザインや文字が歪みにくく、綺麗に仕上げることができる。

しかも、水蒸気は容易に凝縮して、潜熱（蒸発のエンタルピー）を放出してしまうが、過熱水蒸気はそのエンタルピーの一部が減少するだけで、飽和温度に低下するまでは、まったく凝縮することはないので、水蒸気による加熱を行う場合とは異なり、ラベル被覆体の表面に水滴がほとんど付着することがない。また、加熱処理室内に供給された過熱水蒸気がラベル被覆体の表面に接触することによって飽和温度以下に低下し、ラベル被覆体の表面に僅かな水滴が付着する可能性はあるが、そういった僅かな水滴についても、加熱空気吹付装置が所定温度の加熱空気を吹き付けることによって蒸発させるようになっているので、ラベル被覆体の表面に水滴が全く付着していない状態でシュリンクラベルを物品に装着することができる。従って、筒状のシュリンクラベルを空の状態のプラスチック容器に装着した後、引き続いて内容物を充填するような場合や、湿気を嫌うカップ入り食品、紙容器、紙ラベルが貼着されている容器等についても適用することができる。

さらに、加熱空気生成装置は、排出される加熱処理室内の余剰水蒸気を利用して空気を予熱する予熱装置を有しているので、ラベル被覆体に付着した僅かな水滴を蒸発させるためにラベル被覆体に吹き付ける所定温度の加熱空気を効率よく生成することができ、エネルギー効率も良い。

また、過熱水蒸気は、
１）供給温度が１００℃以下である水蒸気とは異なり、供給温度を１００℃を上回る温度領域で自由に設定することができる
２）加熱空気に比べて熱容量が大きいので、同一温度の加熱空気によって加熱する場合に比べて、被加熱物を急速に加熱することができる
３）加熱空気の場合は対流によって熱伝達されるだけであるが、過熱水蒸気の場合は対流、放射及び凝縮によって複合的に熱伝達され、しかも、対流による熱伝達も、加熱空気の１０倍以上であるので、加熱空気に比べて、加熱効率が格段に優れているという特性を有しているので、加熱処理室内に供給する過熱水蒸気の供給温度を、各種シュリンクラベルをそれぞれの限界収縮率まで熱収縮させるための熱収縮温度である１００℃付近を大きく上回る温度、例えば、１６０℃〜１８０℃程度に設定しておくと、加熱処理室内に進入した物品を覆っているシュリンクラベルが瞬時に限界収縮率まで熱収縮を起こすことになり、同一温度の加熱空気によって加熱する場合や水蒸気によって加熱する場合に比べて、加熱処理室内の通過時間を極端に短縮することができる。従って、加熱処理室の長さを短くすることができ、加熱収縮装置の省スペース化を図ることが可能になる。また、水蒸気によって加熱する場合に比べて蒸気供給量を少なくすることができる。

また、余剰水蒸気をそのままの状態で外部に排出すると、余剰水蒸気が煙突からモクモクと屋外に放出されることになるが、請求項２に係る発明のシュリンクラベルの加熱収縮装置は、加熱処理室内の余剰水蒸気を冷却して凝縮させる蒸気凝縮装置を備えているので、余剰水蒸気を凝縮水として排水すればよく、余剰水蒸気をそのままの状態で外部に排出する場合に比べて周辺に対するイメージがよいと共に、余剰水蒸気を排出するための排気ダクト等が不要になるという利点がある。

この発明に係るシュリンクラベルの加熱収縮装置の一実施形態を示す正面図である。 同上の加熱収縮装置における加熱処理室の内部を示す正面図である。 同上の加熱処理室を示す平面図である。 同上の加熱収縮装置における容器の入口側から加熱処理室の内部を視た側面図である。 同上の加熱収縮装置における容器の出口側から加熱処理室の内部を視た側面図である。 同上の加熱収縮装置を示す概略構成図である。 （ａ）は実験番号Ａにおける同上の加熱収縮装置の立ち上げ時の経過時間に対するカバー内温度の変動を示すグラフ、（ｂ）は実験番号Ｂにおける同上の加熱収縮装置の立ち上げ時の経過時間に対するカバー内温度の変動を示すグラフである。 同上のカバー内温度の測定点を示す図である。 同上の加熱収縮装置のカバーの内面に発生する結露を評価するために区分した領域を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、液体飲料を充填前のプラスチック容器（以下、容器という。）ＰＣを搬送コンベアＣによって搬送しながら、筒状のシュリンクラベルＬを容器ＰＣの胴部に装着し、その後に筒状ラベルＬが装着された容器ＰＣに液体飲料を充填して密封する液体飲料の充填ラインに設置される、筒状ラベルＬの加熱収縮装置１を示しており、前工程において容器ＰＣの胴部に被嵌された未収縮の筒状ラベルＬを、この加熱収縮装置１によって加熱収縮させることで容器ＰＣの胴部に密着させるようになっている。

この加熱収縮装置１は、同図に示すように、筒状ラベルＬが被嵌された容器ＰＣを搬送する搬送コンベアＣが通過する、前面が扉２ａによって開閉可能な加熱処理室２と、種々の機器や配管が配設された機器集積部３と、種々の機器を制御する制御盤４とから構成されており、制御盤４は、加熱処理室２の上部に設置されている。

前記加熱処理室２は、図２〜図６に示すように、容器ＰＣに被嵌された筒状ラベルＬを熱収縮させるために過熱水蒸気を用いて加熱する熱収縮ゾーンＺＡと、熱収縮することによって筒状ラベルＬが装着された容器ＰＣに付着している水滴を蒸発させるために加熱空気を吹き付ける乾燥ゾーンＺＢとを備えており、熱収縮ゾーンＺＡには、筒状ラベルＬが被嵌された容器ＰＣの搬送路を取り囲む開閉可能なステンレスによって形成された厚みが１．５ｍｍのカバー１１が設置されている。なお、カバー１１の厚みは保温性が高く、結露が発生しにくくなる観点から従来の１.２ｍｍ程度のカバーよりも１.５ｍｍのものがよい。

前記熱収縮ゾーンＺＡにおけるカバー１１の内部には、搬送コンベアＣの幅方向の両側に横方向に過熱水蒸気を吐出する複数の吐出孔１２ａが形成された一対の蒸気吐出ユニット１２と、一対の蒸気吐出ユニット１２の上流側において、上方に過熱水蒸気を吐出する一対の蒸気吐出ノズル１３とがそれぞれ配設されており、蒸気吐出ユニット１２には、容器ＰＣの搬送方向の前半部では主として容器ＰＣの下部を、後半部では主として容器ＰＣの中間部及び上部を加熱するように、吐出孔１２ａが配置されている。

前記カバー１１は、ドーム型を有しており、容器ＰＣの搬送方向に直交する方向（幅方向）の断面形状は、図４に示すように、上部１１ａが半円弧状に湾曲した形状を有していると共に、容器ＰＣの搬送方向（長手方向）の断面形状は、図２に示すように、長手方向の両端部における上端コーナー部１１ｂが円弧状に湾曲した形状を有している。なお、ここにいう「半円弧状」及び「円弧状」は、完全な円弧のみならず、真円でない楕円等の軌跡を有するものも含まれる。

従来の加熱収縮装置にも、容器の搬送方向に直交する方向の断面形状が同様の形状を有するカバーが配設されていたが、従来のカバーは、容器の搬送方向の上流側及び下流側の上端コーナー部が角を有していたので、容器の入口及び出口付近の上部内面に結露が発生していた。しかしながら、このカバー１１は、上述したように、長手方向の両端部における上端コーナー部が円弧状に湾曲した形状を有しているので、容器ＰＣの入口及び出口付近におけるカバー１１の上部内面に結露が発生しにくくなっている。

特に、結露の発生を抑制する観点から、カバー１１の長手方向の両端部における上端コーナー部は、搬送する容器ＰＣよりも上側の部分を全体的に円弧状に湾曲させておくことが望ましい。具体的には、図８に示すように、カバー１１の長さ方向の両端部から内側にカバー１１の高さＨの少なくとも３０％程度の領域（横方向の領域）Ｒ１及びカバー１１の上端部から下方側にカバー１１の高さの少なくとも３０％程度の領域（高さ方向の領域）Ｒ２を全体的に円弧状に湾曲させておくことが望ましく、曲率半径が７０ｍｍ以上の円弧状に湾曲させておくことがより望ましい。
また、容器ＰＣの搬送方向に直交する方向（幅方向）の断面形状については、搬送する容器ＰＣよりも上側の部分を全体的に円弧状に湾曲させておくことが望ましい。具体的には、図９に示すように、カバー１１の頂部から下方側にカバー１１の高さＨの５０〜８０％程度の領域（高さ方向の領域）Ｒ３を円弧状に形成しておくことが望ましく、曲率半径が１７０ｍｍ程度の円弧状に湾曲させておくことがより望ましい。

また、過熱水蒸気は、蒸気吐出ノズル１３に供給され、蒸気吐出ノズル１３を介して、蒸気吐出ユニット１２における容器ＰＣの搬送方向の上流側に供給されるようになっている。

この種の加熱収縮装置では、容器が冷気を伴ってカバー内に進入してくるため、カバー内の雰囲気温度は下流側に比べて上流側が低く、さらに、従来の加熱収縮装置には、過熱水蒸気が蒸気吐出ユニットにおける容器の搬送方向の下流側に供給されていたため、蒸気吐出ユニットにおける容器の搬送方向の上流側の吐出温度が下流側の吐出温度に比べて低く、カバー内の上流側に結露が発生しやすいといった問題があった。しかしながら、この加熱収縮装置１では、上述したように、カバー１１内の上流側に蒸気吐出ノズル１３を配設して上方に過熱水蒸気を吐出すると共に、過熱水蒸気を蒸気吐出ユニット１２における容器ＰＣの搬送方向の上流側に供給するようにしたため、蒸気吐出ユニット１２における容器ＰＣの搬送方向の上流側の吐出温度が下流側の吐出温度に比べて高くなり、カバー１１内の上流側の雰囲気温度が低下しにくく、カバー１１内の上流側に結露が発生しにくくなっている。

上述したように、蒸気吐出ユニット１２における容器ＰＣの搬送方向の上流側の吐出温度を下流側の吐出温度に比べて高くすると、逆に、カバー１１内の下流側の雰囲気温度が低下し易く、カバー１１内の下流側に結露が発生し易くなるが、表１に示す実験データから分かるように、運転を開始する際、カバー１１内の温度が１６０℃に到達した時点から１０分経過後に容器ＰＣをカバー１１内に供給し始めることによって、カバー１１内の下流側での容器ＰＣに滴下する恐れのある結露の発生を抑制することができる。

表１に示すように、実験は、２回行われた。立ち上げ時に、暖機運転を１０分間行った後、スーパーヒータの温度を３７０℃に設定した状態でカバー１１内を加熱し、カバー内温度が１５０℃に到達した時点で、スーパーヒータの温度を２４０℃に変更した点は、両実験とも共通しているが、表１及び図７（ａ）、（ｂ）に示すように、実験番号Ａは、カバー内温度が１６０℃に到達した時点から５分経過後（カバー内温度：１６３℃、経過時間：４２分）に容器ＰＣの供給を開始したのに対して、実験番号Ｂは、カバー内温度が１６０℃に到達した時点から１０分経過後（カバー内温度：１６３℃、経過時間：５０分）に容器ＰＣの供給を開始した。なお、上述の実験では、図８に示すように、カバー１１内の下流側における蒸気吐出ユニット１２の上部空間の温度を測定し、これをカバー内温度とした。

実験の結果は、表１に示すように、カバー内温度が１６０℃に到達した時点から５分経過後に容器ＰＣの供給を開始した実験番号Ａは、図９に示す、カバー１１の内面におけるＲｂ、Ｒｃ、Ｒｄの領域に結露が発生したのに対して、カバー内温度が１６０℃に到達した時点から１０分経過後に容器ＰＣの供給を開始した実験番号Ｂは、カバー１１の内面におけるＲｃ、Ｒｄの領域に結露が発生したが、Ｒｂの領域には結露が発生しなかった。

図９に示す、カバー１１の内面におけるＲａの領域は、容器ＰＣを搬送する搬送コンベアＣの直上部分に位置し、この領域に結露水が付着すると、結露水が滴下して容器ＰＣ内に入る可能性があるため、結露が生じることは好ましくない。カバー１１の内面におけるＲｂの領域は、蒸気吐出ユニット１２の直上の湾曲部に位置し、この領域に付着した結露水はカバー１１の湾曲した内側面を伝って流れ落ちるか、滴下しても容器ＰＣ内には入らないが、容器ＰＣに滴下するリスクをなくすために、結露が生じないことが好ましい。カバー１１の内面におけるＲｃの領域は、蒸気吐出ユニット１２の外側の湾曲部における容器ＰＣの口部より上側に位置し、この領域に付着した結露水はカバー１１の湾曲した内側面を伝って流れ落ちるため、容器ＰＣ内には入らない。カバー１１の内面におけるＲｄの領域は、蒸気吐出ユニット１２の外側の垂直部で容器ＰＣの口部より下側に位置し、この領域に付着した結露水はカバー１１の垂直の内側面を伝って流れ落ちるため、容器ＰＣ内には入らない。このため、ＲｃおよびＲｄの領域における結露は、問題にならない。

上述のように、カバー１１の内面におけるＲａの領域に結露が発生しなければ、容器ＰＣ内に結露水が入ることはないと考えられるが、結露発生範囲の日間変動等を考慮して、Ｒａ及びＲｂの領域に結露が発生しない実験番号Ｂの立ち上げ状態を○（適正）と評価し、Ｒｂの領域に結露が発生した実験番号Ａの立ち上げ状態を×（不適正）と評価した。
上述の実験により、カバー内温度が１６０℃以上、例えば１６０〜１８０℃程度に到達した時点から８分以上、例えば８〜１２分程度、好ましくは１０分経過後に容器ＰＣの供給を開始することが望ましい。なお、実験番号Ｂでは、カバー内温度を１６０℃に到達した時点から１０分以上経過させているので、過熱水蒸気によるカバー内の温度変化は安定しており、カバー内温度と過熱水蒸気の温度はほぼ同じと考えることができる。

以上のように、カバー内に過熱水蒸気を吐出する蒸気吐出ユニットを設け、カバー内を通過する容器に被嵌された筒状ラベルを過熱水蒸気によって加熱することで、筒状ラベルを熱収縮させる加熱収縮装置において、カバー内での結露の発生を抑制する結露発生抑制構造として、熱伝達や結露の発生を均一化するため、急な形状変化のないなめらかな面で構成したカバー形状にすることで、カバー内の温度分布が均一化されると共に、結露が発生した場合であっても、結露の発生状態が均一化され、これによって、カバーの形状変化が急な部分で発生していた結露が抑制される。

カバーは、容器の搬送方向に直交する方向の断面形状を、上部が半円弧状に湾曲した形状にすると共に、容器の搬送方向の断面形状を、容器の搬送方向の上流側及び下流側の端部における上端コーナー部が円弧状に湾曲した形状にすることによって、カバー内における容器の入口部分及び出口部分に過熱水蒸気が滞留することがなく、過熱水蒸気の流れがスムーズになるのでカバー内の雰囲気温度が均一化されると共に、結露が発生した場合であっても、結露水がカバー内面に沿って流れ落ちるので、結露水が容器内に滴下することがない。

また、容器が冷気を伴ってカバー内に進入してくるため、カバー内における容器の搬送方向の上流側に結露が発生しやすいが、カバー内における容器の搬送方向の上流側に上方に過熱水蒸気を吐出する蒸気吐出部を設けると共に、過熱水蒸気を蒸気吐出ユニットにおける容器の搬送方向の上流側に供給することによって、カバー内における容器の搬送方向の上流側の雰囲気温度が低下しにくく、カバー内における容器の搬送方向の上流側に結露が発生しにくくなる。

また、上述した実施例では、カバー内を通過する容器内に結露水が入らないにようにするために、カバー内温度が１６０℃に到達した時点から１０分経過後にカバー内への容器の供給を開始することが望ましいが、これに限定されるものではなく、カバーの内面における容器の搬送経路の直上部分や、容器の搬送経路の両側に配設される蒸気吐出ユニットの直上部分に結露が発生しないように、装置の構成条件に合わせてカバー内への容器の供給開始タイミングの指針となるカバー内温度や経過時間を適宜設定すればよい。

前記乾燥ゾーンＺＢには、搬送コンベアＣの幅方向の両側に、フィンチューブタイプの加熱空気生成用熱交換器１５が内蔵され、所定温度の加熱空気を吐出する複数の空気吹出開口１４ａが形成された加熱空気吹出ユニット１４と、加熱空気生成用熱交換器１５のチューブに接続された蒸気ヘッダ１６と、容器ＰＣの上方開口部から容器ＰＣ内にエアを吹き付けることで、容器ＰＣ内部の水蒸気を排出するエアノズル１７とが配設されており、加熱空気吹出ユニット１４に導入された空気が加熱空気生成用熱交換器１５を通過することで所定温度の加熱空気が生成され、空気吹出開口１４ａから容器ＰＣの周囲に向けて吹き出されるようになっている。

また、搬送コンベアＣは、図３に示すように、筒状ラベルＬが被嵌された容器ＰＣを載置する、多数の吸引孔ｈが搬送方向に所定ピッチで形成された搬送ベルトｄｂを備えており、この搬送ベルトｄｂの直下には、上面が開放された吸引ボックス１８が配設され、後述する容器保持用ブロア２９に接続されている。従って、搬送ベルトｄｂに載置した容器ＰＣは吸引孔ｈ部分で搬送ベルトｄｂ上に吸引保持され、容易に転倒しないようになっている。

機器集積部３には、図６に示すように、蒸気ボイラ２０によって生成された水蒸気を供給する蒸気配管２１と、この蒸気配管２１によって供給された水蒸気を加熱して１６０〜１８０℃程度の過熱水蒸気を生成するスーパーヒータ２２と、蒸気配管２１によって供給される水蒸気の蒸気供給圧を検出する圧力センサ２３と、所定流量の水蒸気をスーパーヒータ２２に供給するために、圧力センサ２３によって検出された蒸気供給圧に応じて蒸気供給路を開閉する電動バルブ２４と、水蒸気の蒸気ヘッダ１６への供給圧力を調整する圧力調整弁２５と、加熱空気生成用の空気を加熱空気吹出ユニット１４に供給する乾燥用ブロア２６と、乾燥用ブロア２６の上流側に配設される予熱ユニット２７及びフィルターユニット２８と、吸引ボックス１８内の空気を排出する容器保持用ブロア２９と、熱収縮ゾーンＺＡ内の余剰水蒸気を予熱ユニット２７に供給する排気用ブロア３０と、加熱空気生成用の空気を予熱するために使用された余剰水蒸気を凝縮させる凝縮用熱交換器３１とが配設されている。

前記余熱ユニット２７は、背面側の下部に設置された容器ＰＣの搬送方向に延びるチャンバー２７ａと、このチャンバー２７ａを容器ＰＣの搬送方向に貫通する加熱空気生成用の空気を通す４本の銅管２７ｂとから構成されており、排気用ブロア３０によって供給される熱収縮ゾーンＺＡ内の余剰水蒸気はチャンバー２７ａを通過して余熱ユニット２７の上部に配設された凝縮用熱交換器３１に供給されるようになっている。従って、加熱空気生成用の空気は、銅管２７ｂ内を通過する際にチャンバー２７ａ内の余剰水蒸気と熱交換し、予熱された状態で加熱空気吹出ユニット１４に供給される。

凝縮用熱交換器３１は、フィンチューブタイプの熱交換器本体３１ａと、この熱交換器本体３１ａを収容するケーシング３１ｂとから構成されており、熱交換器本体３１ａのチューブには上水が供給されると共に、ケーシング３１ｂ内には、余熱ユニット２７のチャンバー２７ａを通過した余剰水蒸気が供給されるようになっている。従って、ケーシング３１ｂ内に供給された余剰水蒸気は、熱交換器本体３１ａのチューブ内を通過する上水と熱交換することによって凝縮し、ケーシング３１ｂの下部に取り付けられた排水口からドレン水として排出されるようになっている。

以上のように、この加熱収縮装置１では、容器ＰＣの胴部に被嵌された筒状ラベルＬを、加熱処理室２の熱収縮ゾーンＺＡに供給された１６０〜１８０℃程度の過熱水蒸気によって加熱収縮させるので、水蒸気による加熱を行う場合と同様に、シュリンクラベルに印刷されているデザインや文字が歪みにくく、綺麗に仕上げることができる。

しかも、水蒸気は容易に凝縮して、潜熱（蒸発のエンタルピー）を放出してしまうが、過熱水蒸気はそのエンタルピーの一部が減少するだけで、飽和温度に低下するまでは、まったく凝縮することはないので、水蒸気による加熱を行う場合とは異なり、容器ＰＣや筒状ラベルＬの表面に水滴がほとんど付着することはないが、加熱処理室２内に供給された過熱水蒸気が容器ＰＣや筒状ラベルＬの表面に接触することによって飽和温度以下に低下し、容器ＰＣや筒状ラベルＬの表面に僅かな水滴が付着する可能性はある。

しかしながら、この加熱収縮装置１では、加熱処理室２における熱収縮ゾーンＺＡの下流側の乾燥ゾーンＺＢにおいて、エアノズル１７が容器ＰＣの上方開口部から容器ＰＣ内にエアを吹き付けることによって容器ＰＣ内部の水蒸気を排出することで、容器ＰＣの内表面に僅かな水滴が付着していてもその水滴を蒸発させるようになっている。また、加熱空気吹出ユニット１４が所定温度の加熱空気を吹き付けることによって、容器ＰＣや筒状ラベルＬの外表面に僅かな水滴が付着していてもその水滴を蒸発させるようになっている。従って、容器ＰＣや筒状ラベルＬの表面、容器ＰＣの内表面に水滴が全く付着していない状態で、筒状ラベルＬが装着された容器ＰＣを液体飲料の充填工程に引き渡すことができる。

また、加熱処理室内のカバーの厚みを１.２ｍｍから１.５ｍｍに変更し、形状をドーム型で、容器の搬送方向に直交する方向の断面形状を、上半部が半円弧状に湾曲した形状を有していると共に、容器の搬送方向の断面形状を容器の搬送方向の上流側及び下流側の端部における上端コーナー部が円弧状に湾曲した形状を有しているものに変更した。加えて、過熱水蒸気の蒸気吐出ユニットにおける蒸気吐出ノズルをカバー内の上流側に配設して上方に過熱水蒸気を吐出すると共に、過熱水蒸気を蒸気吐出ユニットにおける容器の搬送方向の上流側に供給するように変更した。以上の変更により、カバーより容器に滴下する恐れのある結露を防ぐことができる。さらに、カバー内の温度が１６０℃に到達した時点から１０分経過後に容器をカバー内に供給し始めることによって、カバー内の下流側での容器に滴下するおそれのある結露の発生をより抑制することができる。
また、この加熱収縮装置１では、余熱ユニット２７が加熱処理室２における熱収縮ゾーンＺＡ内の余剰水蒸気を利用して加熱空気生成用の空気を予熱するようになっているので、容器ＰＣや筒状ラベルＬに付着した僅かな水滴を蒸発させるために容器ＰＣや筒状ラベルＬに吹き付ける所定温度の加熱空気を効率よく生成することができ、エネルギー効率も良い。

また、余剰水蒸気をそのままの状態で外部に排出すると、余剰水蒸気が煙突からモクモクと屋外に放出されることになるが、この加熱収縮装置１は、加熱空気生成用の空気を予熱するために使用した後の余剰水蒸気を凝縮用熱交換器３１を通すことによって冷却して凝縮させるようになっているので、ドレン水として排出することができ、余剰水蒸気をそのままの状態で外部に排出する場合に比べて周辺に対するイメージがよいと共に、余剰水蒸気を排出するための排気ダクト等が不要になるという利点がある。

また、余剰水蒸気を凝縮させたドレン水は７０〜８０℃、凝縮用熱交換器３１に供給される冷却用の上水は、余剰水蒸気と熱交換することによって５０℃程度まで昇温されるので、こういったドレン水や温水を蒸気ボイラ２０に供給して再利用することにより、水蒸気の生成効率をさらに向上させることができる。

また、上述したように、加熱処理室２内に供給する過熱水蒸気の供給温度を、筒状ラベルＬを形成しているシュリンクラベルの限界収縮率まで熱収縮させるための熱収縮温度である１００℃付近を大きく上回る温度、例えば、１６０℃〜１８０℃程度に設定しておくと、容器ＰＣに被嵌された筒状ラベルＬが加熱処理室２内に進入した後速やかに必要な収縮率まで熱収縮を起こすことになり、同一温度の加熱空気によって加熱する場合や水蒸気によって加熱する場合に比べて、加熱処理室内の通過時間を極端に短縮することができるので、加熱処理室２における熱収縮ゾーンＺＡの長さを短くすることができ、装置全体の省スペース化を図ることが可能になると共に、水蒸気によって加熱する場合に比べて蒸気供給量を少なくすることができるという利点もある。

なお、上述した実施形態では、加熱処理室２内の乾燥ゾーンＺＢにおいて、エアノズル１７が容器ＰＣ内にエアを吹き付けることによって容器ＰＣ内部の水蒸気を排出するようになっているが、これに限定されることはなく、エアノズル１７を省略することも可能である。

また、上述した実施形態では、液体飲料を充填前の容器ＰＣの胴部に筒状ラベルＬを装着し、その後に容器ＰＣに液体飲料を充填して密封する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内容物を充填密封した容器にラベルを装着する場合についても適用することができる。特に、湿気を嫌うカップ入り食品、紙容器、紙ラベルが貼着されている容器等に適している。

本発明は、物品の一部または全体を覆っているシュリンクラベルや包材等を加熱収縮させる場合に利用することができる。

１・・・加熱収縮装置
２・・・加熱処理室
２ａ・・・扉
３・・・機器集積部
４・・・制御盤
１１・・・カバー
１２・・・蒸気吐出ユニット（蒸気供給装置）
１２ａ・・・吐出孔
１３・・・蒸気吐出ノズル
１４・・・加熱空気吹出ユニット（加熱空気吹付装置）
１４ａ・・・空気吹出開口
１５・・・加熱空気生成用熱交換器（加熱装置）
１６・・・蒸気ヘッダ
１７・・・エアノズル
１８・・・吸引ボックス
２０・・・蒸気ボイラ（蒸気供給装置）
２１・・・蒸気配管（蒸気供給装置）
２２・・・スーパーヒータ（蒸気供給装置）
２３・・・圧力センサ（蒸気供給装置）
２４・・・電動バルブ（蒸気供給装置）
２５・・・圧力調整弁
２６・・・乾燥用ブロア
２７・・・予熱ユニット（予熱装置）
２７ａ・・・チャンバー
２７ｂ・・・銅管
２８・・・フィルターユニット
２９・・・容器保持用ブロア
３０・・・排気用ブロア
３１・・・凝縮用熱交換器（蒸気凝縮装置）
３１ａ・・・熱交換器本体
３１ｂ・・・ケーシング
Ｃ・・・搬送コンベア
Ｌ・・・筒状ラベル
ｄｂ・・・搬送ベルト
ｈ・・・吸引孔
ＰＣ・・・プラスチック容器
ＺＡ・・・熱収縮ゾーン
ＺＢ・・・乾燥ゾーン

Claims (2)

1. 物品の一部または全部がシュリンクラベルによって覆われたラベル被覆体の搬送路を囲う加熱処理室と、
   加熱処理室内に過熱水蒸気を供給することで、加熱処理室内を通過するラベル被覆体のシュリンクラベルを熱収縮させる蒸気供給装置と、
   所定温度の加熱空気を生成する加熱空気生成装置と、
   過熱水蒸気が供給された加熱処理室内を通過することで水滴が付着したラベル被覆体に、加熱空気生成装置によって生成された加熱空気を吹き付けることで、水滴を蒸発させる加熱空気吹付装置とを備え、
   加熱空気生成装置は、
   加熱処理室内の余剰水蒸気を利用して空気を予熱する予熱装置と、
   予熱装置によって予熱された空気を所定温度まで加熱する加熱装置とを有していることを特徴とするシュリンクラベルの加熱収縮装置。
2. 加熱処理室内の余剰水蒸気を冷却して凝縮させる蒸気凝縮装置を備えている請求項１に記載のシュリンクラベルの加熱収縮装置。

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