JP2015016894A

JP2015016894A - カートンホルダー及び液体カートン充填機

Info

Publication number: JP2015016894A
Application number: JP2013145313A
Authority: JP
Inventors: 細馬　哲也; Tetsuya Hosoma; 哲也細馬
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP6197421B2

Abstract

【課題】対向するトップシール面がずれることがなく、又シール面のしわが発生することがないカートンホルダーを提供する。
【解決手段】トップシール下端保持部６０とカートン胴部保持部６１と保持部固定板６２ａ、６２ｂとで構成され、トップシール下端保持部６０は、カートン４のトップを左右から折り込んで屋根形に形成しながらトップシール部の下端４ａを押さえるもので、カートン胴部保持部の上端は、カートン胴部の上端４ａを押さえるように設けられている。保持部固定板は、トップシール下端保持部６０とカートン胴部保持部６１を固定するものでカートン胴部保持部と共にカートン胴部の上端４ａを押さえてカートンを正しい向きに位置合わせする。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体カートンに内容物を充填する際に用いられる、カートンを保持するカートンホルダーであって、更に詳しくはカートンを正しい向きに位置合わせすることが可能なカートンホルダーと、それを具備した液体カートン充填機に関する。

液体カートンは一般的に、日本酒や焼酎等のアルコール類、ジュース、醤油やみりん等の調味料などの食品や、シャンプー、リンスなどの非食品の液体内容物を充填する場合に広く用いられている。その液体カートンは、使用時の使いやすさや衛生上の観点から、例えば図１に示すように、胴部１が四角柱状で切妻屋根形の頂部の傾斜板２を有する液体用カートン４であって、スパウトとキャップとからなる口栓３を突設する方法が広く採用されている。

一般に、上記液体用カートン４の液体充填機は、折り畳まれた扁平な四角形状の紙製角筒体のカートンを、多数枚集積して一枚ずつフィードするカートン供給工程と、カートンを扁平形状から立体形状へと立ち起こす立ち起こし工程と、立ち起こしたカートンを装填支持してカートンボトム部を成形するボトム成形工程と、該ボトム成形工程と接続して設けられ、ジュース、牛乳、酒等の内容物をカートンの頂部開口部より充填する充填工程と、カートンの頂部（トップ部）の開口部を加熱する加熱工程（又は折り込む折り込み工程）と、加熱した（又は折り込んだ）開口部を折り込み（又は加熱）圧着して密封する密封工程と、充填密封された角筒容器を搬出する搬出工程からなっている。

以上のような工程は一般的に、上記工程を直線的に配置してリニアライン搬送機構によりカートンを直線的に搬送して行うリニアライン方式による液体充填機と、ターンテーブルの円周方向に等間隔に上記工程を配置して回転するターンテーブルを用いたロータリー搬送機構によりカートンを搬送して行うロータリー方式による液体充填機のいずれかによって行われる。

リニアライン方式の液体充填包装機の場合、図２の側面図に示すように、ラインの一端にはボトム成形用に使用されるマンドレル１１がターンテーブル１２に対して等間隔で配置され、且つ垂直に釣り下げられて固定されている。

そして、偏平状のカートン１３を多数枚集積したマガジン１４からカートン１３が１部ずつ取り出されて、カートン１３は角筒状に成形された（立ち起こされた）後にマンドレル１１に供給され装着され保持されて、ターンテーブル１２が回転軸１２ａによってほぼ一回転する間に、ボトム成形工程Ｔ１にて、そのカートン１３のボトム部（カートン下部）が折り込まれ加熱シールされて密封成形される。

このボトム成形工程Ｔ１にてボトム部が密閉された角筒状のカートン１３は、次にマンドレル１１から下方に引き抜かれ、エンドレスチェーンに等間隔に取付けられたホルダをもつ直進搬送装置Ｌへ移載されて、必要に応じてカートン１３のトップ部（カートン上部）に口栓を取付ける口栓取付工程Ｔ２、カートン１３のトップ部を仮折りするトップ折り込み工程Ｔ３を経て、順次、充填工程Ｔ４、トップ部折り込み工程（又は加熱工程）Ｔ５、加熱工程（又は折り込み工程）Ｔ６、トップ部圧着密封工程Ｔ７、必要に応じて加熱、密封後のトップ密封済みのカートン１３を水洗冷却する冷却工程Ｔ８、搬出工程Ｔ９に搬送されながら、充填、トップ部折り、加熱、トップ部密封、搬出が行われる。

ロータリー方式の液体充填機は、図３の平面図に示すように、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充填機は、回転するターンテーブル４０ａと、各カートン成形部が配置されているターンテーブル４０ｂで構成されている。ターンテーブル４０ａの円周上に配置されたマンドレルＭが間欠回転する。ターンテーブル４０ａは間欠回転しながらボトム成形を行うボトム成形ターンテーブルである。一方のターンテーブル４０ｂの円周５０上に配置されたカートンホルダー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５１がこれを受け取る。カートンＣを受け取った後、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。

図４は上記トップ成形側ターンテーブル４０ｂのトップ成形シールステーション１００ｃに設けられたトップシール装置の一例を示す図である。液体カートンＣは、例えばロータリー方式のカートン搬送手段で間欠搬送移動する複数のカートンホルダー５１によりホールドし、ボトム部Ｃ２を支持するガイドレール５３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、エアーシリンダ３１の作動ロッド３１ａに取付けられた下向き駆動軸３２がある。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がある。その作動レバー３３のそれぞれの支軸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がある。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がある。また該支点軸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。

特開２００４−２９９７１９号公報特開２００２−２６４９０１号公報

図５は上記カートンホルダー５１の一例を説明するための図である。例えば図３に示すロータリー方式の液体充填機の場合は、ターンテーブル４０ｂの円周５０上に配置されたカートンホルダー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５１がこれを受け取るが、この場合、図５に示されるカートンホルダー５１はボトム成形されたカートンＣを確実に受け取るためにやや大きめの枠型のホルダーとなっている。このため、枠内にカートンＣを保持するだけのホルダーでは、トップシールする際に、カートンＣが菱形になったり枠内で動いてしまい、その結果、上記トップシール装置の加圧ブロック板と未シール状態のトップ部Ｃ３の位置がずれ、対向するトップシール面がずれたり、シワが入ってしまうといった不具合があった。

そこで本発明は上記問題に鑑みて、対向するトップシール面がずれることがなく、又シール面のしわが発生することがないカートンホルダー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、
胴部が四角柱状で切妻屋根形の頂部の傾斜板を有し、この傾斜板に連続して設けられ、互いにシールされたトップシール部を有する液体用カートンの充填機に備えられたカートンホルダーであって、
トップシール下端保持部と、カートン胴部保持部、保持部固定板とで構成され、
トップシール下端保持部は、カートンのトップを折り込んで屋根形に形成しながらトップシール部の下端を押さえるもので、第一のトップシール下端保持部と第二のトップシール下端保持部からなり、
カートン胴部保持部は、その上端がカートン胴部の上端を押さえるもので、第一のカートン胴部保持部と第二のカートン胴部保持部とからなり、
保持部固定板は、第一のトップシール下端保持部と第一のカートン胴部保持部を固定する第一の保持部固定板と第二のトップシール下端保持部と第二のカートン胴部保持部を固定する第二の保持部固定板とからなり、
前記トップシール下端保持部と前記カートン胴部保持部と保持部固定板とでカートンを保持することを特徴とするカートンホルダーである。

本発明の請求項２に係る発明は、
前記カートン胴部保持部と保持部固定板は、カートンの胴部の上端を囲うように押さえることを特徴とする請求項１に記載のカートンホルダーである。

本発明の請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載のカートンホルダーを備えたことを特徴とする液体カートン充填機である。

本発明によるカートンホルダーによれば、トップシール時に発生していた対向するトップシール面のずれやシール面のしわの発生を防ぐことが出来る。

液体カートンの一例で胴部が四角柱状で切妻屋根形の頂部の傾斜板を有するカートンを示す図。リニアライン方式の液体充填包装機を示す側面図。ロータリー方式のカートン充填機を示す平面図。トップシール装置の一例を示す図。カートンホルダーの一例を説明するための図。本発明のカートンホルダーの概要を示す図。（ａ）はカートンホルダーの斜視図。（ｂ）はカートンホルダーを側面から見た図。本発明のカートンホルダーの概要を示す図。（ｃ）はカートンホルダーがカートンを保持する場合を側面から見た図。（ｄ）はカートンホルダーがカートンを保持する場合を上面から見た図。

以下、図面を参照して本発明によるカートンホルダーを実施するための形態を説明する。

図６、図７は本発明のカートンホルダーの概要を示す図である。図６（ａ）はカートンホルダーの斜視図である。本発明のカートンホルダー７０は、トップシール下端保持部６０とカートン胴部保持部６１と保持部固定板６２ａ、６２ｂとで構成されている。

トップシール下端保持部６０は、カートン４のトップを左右から折り込んで屋根形に形成しながらトップシール部の下端４ａを押さえるもので、口栓３側の第一のトップシール下端保持部６０ａと口栓３の反対側の第二のトップシール下端保持部６０ｂとで構成されている。符号６０ａ−１は口栓３を避けるために第一のトップシール下端保持部６０ａに設けられた空間部である。第一のトップシール下端保持部６０ａと第二のトップシール下端保持部６０ｂの下面は共に切妻屋根形の頂部の傾斜板２に沿ってトップシール部の下端４ａを押さえるために楔形状となっている。

このようにトップシール下端保持部６０がトップシール部の下端４ａを押さえることによってトップシール部のトップシール装置に対する位置がずれることないため、対向するトップシール面がずれることがない。

カートン胴部保持部６１は第一のトップシール下端保持部６０ａの下方に設けられた第一のカートン胴部保持部６１ａと第二のトップシール下端保持部６０ｂの下方に設けられた第二のカートン胴部保持部６１ｂとで構成されている。第一のカートン胴部保持部６１ａと第二のカートン胴部保持部６１ｂの上端は、カートン胴部の上端４ａを押さえるように設けられている。

保持部固定板は、第一のトップシール下端保持部６０ａと第一のカートン胴部保持部６１ａを固定する第一の保持部固定板６２ａと、第二のトップシール下端保持部６０ｂと第二のカートン胴部保持部６１ｂを固定する第二の保持部固定板６２ｂと、から成っている。

図６（ｂ）はカートンホルダー７０を側面から見た図である。第一のトップシール下端保持部６０ａ及び第一のカートン胴部保持部６１ａは第一の保持部固定板６２ａに固定され、矢印６３ａで示される方向に押し込まれる。同様に第二のトップシール下端保持部６０ｂ及び第二のカートン胴部保持部６１ｂは第二の保持部固定板６２ｂに固定され、矢印６３ｂで示される方向に押し込まれる。押し込む機構には例えばエアーシリンダを用いることが出来るが、これに限定されるものではない。

図７（ｃ）はカートンホルダー７０がカートン４を保持する場合を側面から見た図である。カートンホルダー７０がカートン４を保持する場合には第一の保持部固定板６２ａ及び第二の保持部固定板６２ｂがそれぞれ矢印６３ａ、６３ｂで示される方向に押し込まれる。この時、第一のトップシール下端保持部６０ａ及び第二のトップシール下端保持部６
０によってカートン４のトップを左右から折り込み屋根形に形成しながらトップシール部４ｂの下端４ｃを押さえる。一方、第一のカートン胴部保持部６１ａと第二のカートン胴部保持部６１ｂの上端がカートン胴部の上端４ａを押さえる。

図７（ｄ）はカートンホルダー７０がカートン４を保持する場合を上面から見た図である。第一のカートン胴部保持部６１ａと第二のカートン胴部保持部６１ｂ及び第一の保持部固定板６２ａと第二の保持部固定板６２ｂはカートン４の胴部の上端を囲うように押さえる。

このように第一のカートン胴部保持部６１ａと第二のカートン胴部保持部６１ｂ及び第一の保持部固定板６２ａと第二の保持部固定板６２ｂがカートンの全周を囲っている。このためカートンホルダー７０は、従来問題となっていたトップシール直前のカートンの形状が菱形になったり、カートンの向きが正しく位置合わせできなかったといった不具合を防止することが出来る。

また、上記のカートンホルダー７０を備えた液体カートン充填機によれば、液体をカートンに充填する際の不良品発生を抑制し、充填効率を高めることが出来る。

このように本発明のカートンホルダーによれば、トップシールする際に、カートンが菱形になったり枠内で動いてしまうことがないため、対向するトップシール面がずれたり、シワが入ってしまうといった不具合を防ぐことが出来る。

１・・・胴部
２・・・傾斜板
３・・・口栓
４・・・液体用カートン
４ａ・・・トップシール部の下端
１１・・・マンドレル
１２・・・ターンテーブル
１２ａ・・・回転軸
１３・・・偏平状のカートン
１４・・・マガジン
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（ヒートシールジョー）
３７・・・支点軸
４０ａ、４０ｂ・・・ターンテーブル
５０・・・ターンテーブル４０ｂの円周
５１・・・カートンホルダー部
５３・・・ガイドレール
６０・・・トップシール下端保持部
６０ａ・・・第一のトップシール下端保持部
６０ｂ・・・第二のトップシール下端保持部
６０ａ−１・・・空間部
６１・・・カートン胴部保持部
６１ａ・・・第一のカートン胴部保持部
６１ｂ・・・第二のカートン胴部保持部
６２ａ・・・第一の保持部固定板
６２ｂ・・・第二の保持部固定板
６３ａ・・・第一の保持部固定板が押し込まれる方向
６３ｂ・・・第二の保持部固定板が押し込まれる方向
７０・・・本発明のカートンホルダー
１００ａ・・・マンドレルＭの真下に対峙した時点
１００ｂ・・・内容物充填ステーション
１００ｃ・・・トップ成形シールステーション
１００ｄ・・・カートン排出部
Ｔ１・・・ボトム成形工程
Ｌ・・・直進搬送装置
Ｔ２・・・口栓取付工程
Ｔ３・・・トップ折り込み工程
Ｔ４・・・充填工程
Ｔ５・・・トップ部折り込み工程（又は加熱工程）
Ｔ６・・・加熱工程（又は折り込み工程）
Ｔ７・・・トップ部圧着密封工程
Ｔ８・・・冷却工程
Ｔ９・・・搬出工程
Ｍ・・・マンドレル
Ｃ・・・カートン
Ｃ２・・・ボトム部
Ｃ３・・・カートンＣのトップ部

Claims

胴部が四角柱状で切妻屋根形の頂部の傾斜板を有し、この傾斜板に連続して設けられ、互いにシールされたトップシール部を有する液体用カートンの充填機に備えられたカートンホルダーであって、
トップシール下端保持部と、カートン胴部保持部、保持部固定板とで構成され、
トップシール下端保持部は、カートンのトップを折り込んで屋根形に形成しながらトップシール部の下端を押さえるもので、第一のトップシール下端保持部と第二のトップシール下端保持部からなり、
カートン胴部保持部は、その上端がカートン胴部の上端を押さえるもので、第一のカートン胴部保持部と第二のカートン胴部保持部とからなり、
保持部固定板は、第一のトップシール下端保持部と第一のカートン胴部保持部を固定する第一の保持部固定板と第二のトップシール下端保持部と第二のカートン胴部保持部を固定する第二の保持部固定板とからなり、
前記トップシール下端保持部と前記カートン胴部保持部と保持部固定板とでカートンを保持することを特徴とするカートンホルダー。
前記カートン胴部保持部と保持部固定板は、カートンの胴部の上端を囲うように押さえることを特徴とする請求項１に記載のカートンホルダー。
請求項１または２に記載のカートンホルダーを備えたことを特徴とする液体カートン充填機。