JP2017178372A - フィルム加熱収縮装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の容器が一体に連結されてなる容器パックを連続的に搬送しながら、各容器のポット部に被嵌された熱収縮性のラベルを綺麗に熱収縮させる。【解決手段】フィルム加熱収縮装置は、複数列のポット部P1,P2を含む容器パックCP4をポット部の列方向に搬送する容器搬送装置18を含むと共に、容器搬送装置18によって搬送される容器パックCP4を挟んだ両側に配置され、容器パックCP4に被嵌された筒状ラベルLに加熱気体を吹き付ける外側加熱部材132と、複数列のポット部P1,P2の間に対応する位置にポット部列方向に沿って配置され、各列のポット部P1,P2間に位置する筒状ラベルLの内側部分に加熱気体を吹き付ける内側加熱部材134とを備える。【選択図】図11
Description
本発明は、複数の容器がフランジ部で連結されている容器パックのポット部に被嵌された筒状フィルムを加熱収縮させるフィルム加熱収縮装置に関する。
従来、例えばヨーグルト等の食品または他の内容物をそれぞれ収容した複数の容器が各容器のフランジ部で一体に連結されている容器パックが知られている。容器パックとしては、2個または3個の容器が一列に連なった容器パック、4個の容器が2列×2組で連なった容器パック、6個の容器が2列×3組で連なった容器パック等がある。
このような容器パックは、一枚の平板状の樹脂基材を成形型に供給し、該成形型において各容器の収容部となる多数のポット部を連続的に凹設し、続いて各ポット部に内容物を充填し、その後、各容器のポット部の上部開口をシート状の蓋で密封し、そして、所定数毎の容器グループで分断することによって製造される。
上記のように製造された容器パックは、その後に各容器のポット部周囲に熱収縮性の筒状ラベルを被嵌し、その状態で加熱装置内を通過させることによって筒状ラベルを熱収縮させて各容器のポット部に装着することがある。
例えば、特許文献1には、容器パックを間欠的に吊下げ搬送し、容器パックが所定位置で搬送停止されている間に、上記容器パックを構成する各容器のポット部の周囲に熱収縮性フィルムからなる筒状のラベルを下方から押し上げてそれぞれ被嵌するととともに、各ポット部の四方周囲に4本の垂直柱を下方から挿入し、各垂直柱の先端に形成された出口ノズルから高温流体を各ポット部に被嵌されたラベルに向けて噴出させることによって、ラベルを熱収縮させてポット部の外周面に貼り付ける装置が記載されている。
上記特許文献1に記載の装置では、吊下げ搬送される容器パックを所定位置で停止させ、その位置で各容器のポット部に下方から筒状ラベルを被嵌するとともに、垂直柱を下方から上昇移動させて各容器間の空間に挿入し、垂直柱の先端にある出口ノズルから高温流体を噴出させて筒状ラベルを熱収縮させている。このような筒状ラベルの被嵌および熱収縮工程を行うには、吊下げ搬送される容器パックを間欠的に搬送するしかなく、容器パックへのラベル装着効率を上げることが困難であるという問題がある。
また、例えば、PETボトル等の容器の胴部周囲に被嵌された熱収縮性の筒状ラベルを熱収縮させる加熱収縮装置では、筒状ラベルが被嵌された容器が一列に並んだ状態で加熱トンネル内を搬送される際に、容器搬送経路を挟んで両側に配置されたノズルから例えば100℃超の過熱水蒸気を吹き付けることによって筒状フィルムを熱収縮させることがある。しかし、このような加熱収縮装置を上記のような容器パックのラベル装着に適用すると、容器パックを構成する複数の容器において各ポット部間に位置するラベル部分に過熱水蒸気を吹き付けることができないため、ラベルの熱収縮が不均一になってポット部全周にわたってラベルを綺麗に装着することができないという問題もある。
本発明の目的は、内容物が充填されて封止された複数の容器が一体に連結されてなる容器パックを連続的に搬送しながら、各容器のポット部の周囲に被嵌された熱収縮性の筒状フィルムを効率よく装着できると共に、筒状フィルムをポット部全周にわたって綺麗に熱収縮させることができる、フィルム加熱収縮装置を提供することである。
本発明に係るフィルム加熱収縮装置は、内容物が収容されるポット部と該ポット部の上部外周に側方へ突出形成されたフランジ部とをそれぞれ有する複数の容器が前記フランジ部の縁部で互いに連結されている容器パックを容器搬送装置によって搬送しながら、前記ポット部の周囲に被嵌されている筒状フィルムを熱収縮させるフィルム加熱収縮装置であって、前記容器パックは複数列のポット部を含み、前記容器搬送装置は前記容器パックを前記ポット部の列方向に沿って搬送するものであり、前記容器搬送装置によって搬送される前記容器パックを挟んだ両側に配置され、前記容器パックに被嵌された筒状フィルムに加熱気体を吹き付ける外側加熱部材と、前記複数列のポット部の間に対応する位置に前記列方向に沿って配置され、前記複数列のポット部間に位置する前記筒状フィルムの内側部分に加熱気体を吹き付ける内側加熱部材と、を備える。
この構成によれば、容器搬送装置によって容器パックを連続的に搬送しながら容器パックの各ポット部に被嵌された筒状フィルムを熱収縮させて装着することができる。したがって、容器ポットへの筒状フィルムの装着を効率良く行うことができる。
また、複数列のポット部の間に対応する位置にポット部列方向に沿って配置された内側加熱部材によって、各列のポット部間に位置する筒状フィルムの内側部分に加熱気体を吹き付けることができる。したがって、外側加熱部材から吹き付けられる加熱空気と相まって筒状フィルムを周方向で均一に熱収縮させることができ、その結果、筒状フィルムをポット部の全周にわたって綺麗に装着できる。
また、複数列のポット部の間に対応する位置にポット部列方向に沿って配置された内側加熱部材によって、各列のポット部間に位置する筒状フィルムの内側部分に加熱気体を吹き付けることができる。したがって、外側加熱部材から吹き付けられる加熱空気と相まって筒状フィルムを周方向で均一に熱収縮させることができ、その結果、筒状フィルムをポット部の全周にわたって綺麗に装着できる。
本発明に係るフィルム加熱収縮装置において、前記内側加熱部材には、前記容器パックの各ポット部にそれぞれ被嵌されている筒状フィルムの内側部分に吹き付ける加熱気体の吹き付け角度を調節する角度調節機構が設けられていてもよい。
この構成によれば、内側加熱部材からの加熱気体の吹き出し角度を調整可能にしたことで、例えば、容器の高さや形状が変わって筒状フィルムの軸方向長さ等が変更になった場合や容器の胴部の一部にラベルを装着する形態で容器に対するラベル装着の高さ位置が変更になった場合等に、筒状フィルムに対する加熱空気の吹き付け角度を調整することによって、筒状フィルムの内側部分の熱収縮状態を適切に調整することができる。
また、本発明に係るフィルム加熱収縮装置によれば、前記内側加熱部材には、該内側加熱部材の高さ位置を調節する高さ調節機構が設けられていてもよい。
この構成によれば、内側ノズルの高さ位置を調整可能にしたことで、例えば、容器の高さや形状が変わって筒状フィルムの軸方向長さ等が変更になった場合や容器の胴部の一部にラベルを装着する形態で容器に対するラベル装着の高さ位置が変更になった場合等に、筒状フィルムに対する加熱空気の吹き付け高さ位置を調整することによって、筒状フィルムの内側部分の熱収縮状態を適切に調整することができる。
本発明に係るフィルム加熱収縮装置によれば、内容物が収容されるポット部をそれぞれ有する複数の容器が一体に連結されてなる容器パックを連続的に搬送しながら、各容器のポット部の周囲に被嵌された熱収縮性の筒状フィルムを効率よく装着できると共に、筒状フィルムをポット部全周にわたって綺麗に熱収縮させることができる。
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
本実施形態では、容器のポット部外周に装着される筒状フィルムが熱収縮性のラベルである場合について説明する。ただし、筒状フィルムは、例えば、容器に添付物を結束するための熱収縮性の透明フィルム等のラベル以外の筒状フィルムであってもよい。
また、以下において、ラベル被嵌システムでは、ヨーグルト等の内容物がそれぞれ収容される2列×2組の4つの容器を一体に含む容器パックである4ポットパックが搬送およびラベル装着される例について説明するが、本実施形態のラベル加熱収縮装置はこれに限定されるものではなく、例えば、2列×1組の2個の容器を一体に含む2ポットパック、2列×3組の6個の容器を一体に含む6ポットパック等に適用されてもよい。また、以下においては、各容器のポット部にヨーグルト等の内容物が収容されて蓋で閉じられている容器パックの例について説明するが、内容物が収容される前の容器のポット部周囲に筒状フィルムが装着される場合に適用されてもよい。
図1は、本発明の一実施形態であるラベル加熱収縮装置100を含むラベル被嵌システム10の全体構成を示す正面図である。図2は、図1のラベル被嵌システム10を上方から見た平面図である。また、図3において、(a)は4ポットパック、(b)は2ポットパック、(c)は6ポットパックの平面図および側面図である。
図1および図2に示すように、ラベル被嵌システム10は、矢印Aで示す容器搬送方向に沿って順に、第1容器搬送装置12、第2容器搬送装置14、および、第3容器搬送装置16を備える。また、ラベル被嵌システム10は、第3容器搬送装置16に沿って設置されているラベル被嵌ユニット20と、容器搬送方向に関して第3容器搬送装置16の下流側に連続する第4容器搬送装置18を含むラベル加熱収縮装置100をさらに備える。なお、このラベル加熱収縮装置100が本発明に係るフィルム加熱収縮装置に相当し、第4容器搬送装置18が本発明における容器搬送装置に相当する。
第1容器搬送装置12は、内容物充填済みの4つの容器が連結されている容器パックCP4をラベル被嵌システム10に導入するために搬送する装置である。第1容器搬送装置12は、無端状のコンベヤベルト13が循環移動するように駆動され、各容器パックCP4はコンベヤベルト13上に載置された状態で矢印A方向へ直線状に搬送される。
図3(a)に示すように、容器パックCP4は、2列×2組の4個の容器Cを一体に含む。各容器Cは、それぞれ、ヨーグルト等の内容物を収容可能に凹設されたポット部Pと、ポット部Pの上方開口の周縁から側方に突出して形成されたフランジ部Fと、ポット部Pの上方開口を封止するシート状の蓋Sとを有する。これら4つの容器Cは、略正方形状の外形輪郭を有するフランジ部Fの端縁部で一体に連結されている。
各容器Cのポット部Pは、上方開口が角部を丸くした略四角形状に形成されている。また、ポット部Pの側壁は、上部開口から下端の底部に向けてテーパー状をなす形状に形成されている。また、4個の容器Cを一体に含む容器パックCP4において、容器搬送方向Aに隣り合う2つの容器Cのポット部P同士のピッチは、後述する成形機の成形型によって規定される所定ピッチPPに形成されている。さらに、各容器Cの上方開口を封止する蓋Sには、図示しない商品名等が記入されている。なお、フランジ部F同士の連結部には、1つずつの容器Cに破断分離し易くするための浅い破断容易化溝が形成されてもよい。
上記の容器パックCP4の製造方法の一例は、次のとおりである。まず、樹脂平板が容器パック製造装置の成形機に供給される。この成形機において、ポット部成形用の凸部が整列して形成された雄型と、各ポット部の外周面に対応する形状の内面をなす凹部が整列して形成された雌型とを含む成形型によって、上記樹脂平板が挟持される。これにより、各容器Cのポット部Pに相当する凹部が形成される。このようなポット部の成形動作が、樹脂平板を間欠的に供給して成形型を閉じて開くという工程を繰り返しながら実行される。これにより、多数のポット部Pが所定ピッチPPで成形された容器中間体が形成される。
上記成形機から送り出された容器中間体は、次に充填機に供給される。この充填機では、容器中間体の各ポット部Pにヨーグルト等の内容物が上方開口から注入および充填される。その後、容器中間体の上面にシート状の蓋Sをフランジ部Fに貼着することによってポット部Pの上方開口を密封する。そして、複数の容器パックCP4がフランジ部Fで連結された容器パック連続体が充填機から送り出される。
それから、容器パック連続体は、所定個数ごとの容器Cを一体に含む容器パックCP4に分断される。本実施形態では、上述したように2列×2組の4個の容器Cを一体に含むように分断されて、各容器パックCP4が製造される。その後、各容器パックCP4は、第1容器搬送装置12のコンベヤベルト13上に供給されて、第2容器搬送装置14へと搬送される。
図1および図2を再び参照すると、容器パック製造装置から第1容器搬送装置12によって搬送されてきた各容器パックCP4は、容器貯留部22において第2容器搬送装置14の手前で一旦集積される。このとき、第1容器搬送装置12のコンベヤベルト13上で容器搬送方向Aに沿って並んだ各容器パックCP4は、容器貯留部22において搬送方向上流側からの押圧力を受けることによって、図4に示すように、後続の容器パックCP4のフランジ部F1が先行する容器パックCP4のフランジ部F2に乗り上げた状態(または潜り込んだ状態)になることがある。
第2容器搬送装置14は、第1容器搬送装置12上に集積された容器パックCP4を所定ピッチPPと同等になるようにピッチ出しを行って搬送する機能を有する。図5は、第2容器搬送装置14を構成する移動爪24が循環移動する様子を示す上方から見た図である。
図5に示すように、第2容器搬送装置14は、第1容器搬送装置12に連続する直線状の容器搬送経路25の両側において容器搬送方向Aに沿って移動する複数の移動爪24を備える。複数の移動爪24は、容器搬送経路25の両側で略トラック状の移動軌跡を描きながら、矢印D方向に循環移動するように構成されている。直線帯状をなす容器搬送経路25に沿って直線状に移動する移動爪24の駆動機構は、容器搬送経路25の両側で同じ構成とすることができる。
各移動爪24は、容器搬送経路25の両側において、細長いトラック状の軌跡で移動する図示しない一対の無端状ベルトに取り付けられて矢印D方向に循環移動するように駆動される。また、各移動爪24は、容器パックCP4において容器搬送方向Aに並ぶ2つのポット部Pの所定ピッチPPと同じピッチで無端状ベルトに取り付けられている。
各移動爪24は、各容器パックCP4を構成する各容器Cのフランジ部Fの下面に当接して吊下げ支持する支持上面24aと、各容器Cのポット部P間に嵌まり込んで搬送方向Aに隣り合う2つのポット部Pの外周にそれぞれ接触する先端外周面24bとを有する。移動爪24の先端外周面24bは半円形に形成されるのが好ましい。このような形状に形成されることで、後述するように、ポット部P間の間隔が狭くなった容器パックCP4間に入り込むときにポット部Pの間隔を広げながら円滑に進入することができ、容器パックCP4の搬送ピッチを所定ピッチPPにピッチ出しすることができる。
第2容器搬送装置14では、次のようにして容器パックCP4間のピッチ出しが行われる。すなわち、細長いトラック状に循環移動する移動爪24が容器搬送方向上流側でターンして、円弧状の移動軌跡を描きながら2つの容器パックCP4において隣り合う2つの容器Cのポット部Pに進入する。そうすると、移動爪24の円弧状の先端外周面が先行する容器パックCP4のポット部Pの上端外周部に接触して容器搬送方向Aへ容器パックCP4を送り出すように作用する。このとき、移動爪24の先端外周面24bは、後続の容器パックCP4における容器Cのポット部Pの上端外周面にも接触するが、円弧状に移動しながら進入する移動爪24が上記2つのポット部間に嵌まり込む際に後続の容器パックCP4の搬送を一時的に押し留めるように作用する。これにより、2つの容器パックCP4間のフランジ部F同士の重なりが次第に解消される。そして、移動爪24の移動軌跡が円弧状から直線状に移るときには、上記2つの容器パックCP4間におけるフランジ部F同士の重なり合いが完全に解消され、各容器パックCP4のポット部P間が所定ピッチPPに正確にピッチ出しされることになる。
図1および図2を再び参照すると、上述した第2容器搬送装置14によって所定ピッチPPで搬送される各容器パックCP4は、第3容器搬送装置16に受け渡される。第3容器搬送装置16は、容器搬送方向Aに沿って直線状に移動する下面を有する無端状のコンベヤベルト34を備える。コンベヤベルト34は、定速で回転駆動される場合には、第2容器搬送装置14によって所定ピッチPPにピッチ出しされた各容器パックCP4をその状態を維持しつつ天面吸着しながら搬送する吸着搬送ベルトである。
コンベヤベルト34には、図示しない多数の貫通孔が形成されている。また、ループ状をなすコンベヤベルト34の内側には、コンベヤベルト34の下面に隣接して吸引ボックス36が配置されている。吸引ボックス36の下壁部には、容器搬送方向Aに沿って延びる長穴38が形成されている。また、吸引ボックス36は、例えばポンプ等の図示しない吸引源に接続されている。これにより、第3容器搬送装置16のコンベヤベルト34は、第2容器搬送装置14によって搬送されてきた容器パックCP4の天面(すなわち蓋Sで封止された容器パックCP4の上面)をベルト下面に吸着し、各容器パックCP4を吊り下げた状態で搬送することができる。この際、第2容器搬送装置14によってピッチ出しされた各容器パックCP4間のピッチは維持されたままで吊下げ搬送されることになる。
次に、図1および図2を参照して、ラベル被嵌システム10におけるラベル被嵌ユニット20について説明する。
図1に示すように、ラベル被嵌ユニット20は、容器パックCP4を吊下げ搬送する第3容器搬送装置16の下方に設置されている。また、図2に示すように、作業者OPが作業可能なスペースをラベル被嵌システム10の前方とし、第3容器搬送装置16を挟んだ奥側を後方としたとき、ラベル被嵌ユニット20はその前方部分が第2容器搬送装置16に重なる位置に設置されている。
ラベル被嵌ユニット20は、第3容器搬送装置16によって吊下げ搬送される各容器パックCP4のポット部Pの外周に筒状のラベルLを被嵌するための多数のマンドレルヘッド40と、各マンドレルヘッド40を略トラック状の移動軌跡で循環移動させるマンドレル移動装置42とを備える。
マンドレル移動装置42は、所定間隔を開けて設けられた駆動プーリ44および従動プーリ46と、これらのプーリ44,46に掛け渡された無端状のベルト48とを含む。駆動プーリ44はモータ49によって回転駆動されるように連結されている。また、上記多数のマンドレルヘッド40は、ベルト48の外周面に所定ピッチで取り付けられている。これにより、モータ49によって駆動プーリ44が回転駆動されるとベルト48が矢印方向に回転する。その結果、ベルト48に取り付けられた多数のマンドレルヘッド40がトラック状またはループ状の循環経路に沿って循環移動するようになっている。すなわち、マンドレルヘッド40は、ラベル被嵌ユニット20の前方部分においては、直線区間47として移動するように構成されている。このマンドレルヘッド40の直線区間の移動経路が第3容器搬送装置16の真下に位置し、これにより第3容器搬送装置16によって吊下げ搬送される容器パックCP4と同期して並進移動しつつ、ラベル被嵌位置βにおいてラベルを各容器Cのポット部Pの外周に被嵌できるようになっている。
また、ラベル被嵌ユニット20には、ラベル形成ユニット50が設けられている。ラベル形成ユニット50は、長尺状のラベル基材を所定長さに切断して筒状のラベルを形成し、そのラベルを開口した状態で各マンドレルヘッド40のマンドレルの外周に被嵌させて受け渡す機能を有する。
さらに、ラベル被嵌ユニット20では、各マンドレルヘッド40が従動プーリ46の周囲を周って直線区間47に差しかかる前の円弧状の移動軌跡上にあるラベル供給位置αでラベルがマンドレルヘッド40に受け渡されるように、ラベル形成ユニット50が設置されている。
ラベル形成ユニット50は、シート状に折り畳まれた筒状の長尺ラベル基材を所定長さに切断して個々のラベルLを形成する。そして、ラベル形成ユニット50は、個々のラベルLを円筒状に開口しながら搬送し、ラベル供給位置αにおいてマンドレルヘッド40のマンドレルに被嵌した状態に供給する。ラベル形成ユニット50には、長尺ラベル基材から個々のラベルLを切断形成する如何なる構成の装置が用いられてもよい。
次に、図6および図7を参照して、ラベル被嵌ユニット20についてより詳細に説明する。図6は、ラベル被嵌ユニット20のマンドレルヘッド40だけを上方から見て示す図である。図7は、図6中のG−G断面図である。
図6に示すように、ラベル被嵌ユニット20における多数のマンドレルヘッド40は、駆動プーリ44および従動プーリ46に架け渡されたベルト48が回転移動することにより、トラック状の移動経路で半時計回り方向(矢印J方向)に循環移動するように構成されることは上述した通りである。
マンドレルヘッド40は、上述した第1、第2および第3容器搬送装置12,14,16によって搬送される容器パックCP4が容器搬送方向Aと直交する方向に容器Cが2列に並んで搬送されるのに対応して、並立した2本のマンドレルMをそれぞれ備えている。そして、このようなマンドレルヘッド40がマンドレル移動装置42の直線区間47を移動するとき、12本のマンドレルMを含む6つのマンドレルヘッド40が所定ピッチPPで整列した状態で一群をなして移動するように構成されている。この所定ピッチPPは、容器パックCP4に一体に含まれる容器Cのポット部P間のポットピッチ、および、第2容器搬送装置14によってピッチ出しされた各容器パックCP4の隣り合う2つのポット部P間の搬送ピッチPPと同等である。本実施形態では、このように整列した6つのマンドレルヘッド40が所定ピッチPPで整列した一群をなして直線区間47を移動する間に、その上方で第3容器搬送装置16によって同期して搬送される容器パックCP4の各ポット部PにマンドレルMから押し上げられた筒状のラベルLが下方から被嵌される。
各マンドレルヘッド40は、ループ状の循環経路の内周側においてベルト48に上記所定ピッチPPで取り付けられている。ただし、直線区間47において一群をなす6つのマンドレルヘッド40の移動方向上流側および下流側には、他の一群をなすマンドレルヘッド40との間に隙間41が形成されている。この隙間41は、一群をなす6つのマンドレルヘッド40間の隙間よりも大きく形成されている。このような隙間41を設けておくことで、他の形状およびサイズの容器パックのラベル被嵌に対応するためにマンドレルヘッド40を交換する必要が生じた場合でも、マンドレル移動装置42をそのまま使用することが可能になる。
図7に示すように、マンドレルヘッド40に含まれる2本のマンドレルMは、第3容器搬送装置16によって吊下げ搬送される容器パックCP4の並んだ2つのポット部Pの底部との間に隙間(例えば数mm〜10mm程度)を介して対向しつつ非接触状態のままで並進移動しながらラベル被嵌動作が行われる。このラベル被嵌動作の間に容器パックCP4およびマンドレルMはいずれも上下動せずに水平方向へ直線状に移動する。そのため、容器搬送速度を増大させた場合にも、容器パックCP4の各ポット部Pへのラベル被嵌動作を安定して行うことができる。また、マンドレルMの上端がポット部Pの底部に非接触のままラベル被嵌動作が行われるため、容器パックCP4に含まれる容器Cのポット部Pを傷つけることもない。
また、ラベル被嵌ユニット20では、12本のマンドレルMを含む6つのマンドレルヘッド40が所定ピッチPPで配列された一群をなして直線区間47を移動する構成を採用している。このように2ポット、4ポットおよび6ポットの最小公倍数である12本のマンドレルMを含む6つのマンドレルヘッド40が1グループをなして移動する構成としたことで、本実施形態で例示する4ポットパックCP4以外に、2つの容器Cがフランジ部Fを介して2列×1組で一体に連なった2ポットパックCP2(図3(b)参照)や、6つの容器Cがフランジ部Fを介して2列×3組で一体に連なった6ポットパックCP6(図3(c)参照)についても部品変更(または型替え)なしで対応可能である。
ただし、4ポットパック等の特定個数の容器Cを一体に含む容器パックだけを考慮すれば、上記のような隙間41を設ける必要はなく、全てのマンドレルヘッド40が所定ピッチに相当する等ピッチでベルト48に取り付けられていてもよい。この場合にも、上記と同様に、2ポットパックCP2、4ポットパックCP4および6ポットパックCP6についての兼用が可能である。
次に、図7を参照して、ラベル被嵌ユニット20のマンドレル移動装置42について詳細に説明する。マンドレルヘッド40の2本のマンドレルMは、各下端部が例えば金属製のベース板60上に立設した状態で支持されている。ベース板60の内周端にはブラケット62が例えばボルト等の固定手段によって固定されている。そして、このブラケット62が外周側取付部材64を介してベルト48に例えばボルトおよびナット等の固定手段によって取り付けられている。また、ベルト48の内側には内周側取付部材66が配置されており、上記外周側取付部材64と内周側取付部材66との間にベルト48を挟持した状態でマンドレルヘッド40が例えばボルトおよびナット等の固定手段によってベルト48に固定されている。このようにしてマンドレルヘッド40は、ベルト48に対して片持ち状態で取り付けられている。
内周側取付部材66には、上下方向に所定距離だけ離れた位置に2つのローラ68が回転可能に取り付けられている。これらのローラ68のうち上側のローラ68は、マンドレル移動装置42内において所定位置に固定されているレール部材70の下面に当接されている。これにより、片持ち状態でベルト48とともに循環移動するマンドレルヘッド40の重量がローラ68およびレール部材70によって支持される構造としている。
上述したようにベルト48は駆動プーリ44および従動プーリ46に架け渡されており、モータ49(図2参照)によって駆動プーリ44が回転駆動させることによって循環移動する。各プーリ44,46は、マンドレル移動装置42の架台43に立設された軸45によってそれぞれ回転可能に支持されている。なお、図12では従動プーリ46およびこれを支持する軸45のみが示されている。
マンドレル移動装置42は、断面がコ字状をなす上部カバー80が設置されている。上部カバー80は、架台43に立設された軸45の上端に固定されるフレーム72に例えばねじ等の固定手段によって固定されている。上部カバー80の前方壁部80aおよび後方壁部80bは上方からマンドレルヘッド40のブラケット62の外周側にそれぞれ垂下して、各下端部がベース板60の上面に近接する位置までそれぞれ延びている。
他方、架台43には、前下部カバー82aおよび後下部カバー82bが取り付けられている。これらの前下部カバー82aおよび後下部カバー82bは、マンドレルヘッド40のブラケット62および外周側取付部材64間の下部に形成される隙間内で上方に延びて、各上端部が上記上部カバー80の前後壁部80a,80bの各下端部より上方に位置している。
このように上部カバー80および前後の下部カバー82a,82bによって覆われることで、マンドレルヘッド40を水等の洗浄液で洗浄する場合にもマンドレル移動装置42の内部に洗浄液が進入するのを確実に防止することができる。
上部カバー80の天板部には、断面または側面がL字状をなす固定部材74がマンドレル移動装置42の前後にそれぞれ取り付けられている。そして、マンドレル移動装置42の前部には、固定部材74によって第1カムプレート76および第2カムプレート78が固定されている。第1カムプレート76は、後述するマンドレルヘッドの第1カムフォロワ94とともに第1カム機構を構成し、第2カムプレート78は後述するマンドレルヘッド40の第2カムフォロワ96とともに第2カム機構を構成する。
これに対し、マンドレル移動装置42の後部には、固定部材74によって支持プレート77が固定されている。支持プレート77の上面は水平方向に延伸しており、この上面にマンドレルヘッド40の第1カムフォロワ94が当接している。これにより、マンドレルヘッド40に含まれるマンドレルMの構成部材(すなわち、ラベル送出ガイド、押上げプレート、第1および第2連結部材等)の重量を支持する構造としている。
続いて、図8および図9を参照してマンドレルヘッド40の動作について詳細に説明する。図8(a)は、ラベル供給位置αにおけるマンドレルヘッド40の状態を示す正面図であり、図8(b)は、ラベル被嵌位置βにおけるマンドレルヘッド40の状態を示す正面図である。
図8(a)に示すように、マンドレルヘッド40がマンドレル移動装置42によってラベル供給位置αを通過するとき、上方に配置されたラベル形成ユニット50が筒状のラベルが開口した状態で供給される。このとき、マンドレルヘッド40の各マンドレルMでは、ラベル送出ガイド86がマンドレルシャフト84に対して下降したラベル受取位置にある。この状態では、ラベル送出ガイド86のガイドバー86aがマンドレルシャフト84のテーパー状の上端部84aより下に位置してガイド溝内に収納されている。したがって、マンドレルヘッド40は、テーパー状の上端部84aを介して筒状のラベルLを各マンドレルMの外周に円滑かつ確実に受け取ることができる。
これに対し、図8(b)に示すように、ラベル被嵌位置βでは、第1カム機構76,94の駆動によりラベル送出ガイド86が所定高さまで上昇移動してラベル送出位置となる。このラベル送出位置では、ラベル送出ガイド86のガイドバー86aの各上端部84aがマンドレルシャフト84のテーパー状の上端部84a周囲に突出した状態となって、容器Cのポット部Pの外周形状とほぼ同等の大きさにラベルLを開口させた状態で送り出し可能になる。すなわち、本実施形態では、マンドレルシャフト84の外周に被嵌されているラベルLが、被嵌対象物であるポット部Pの上端外周に対応するやや角ばった形状および大きさに開口整形された状態で送り出し可能になる。
この状態で、第2カム機構78,96の駆動により押上げプレート88が上昇移動する。これにより、押上げプレート88の片部がラベル送出ガイド86のガイドバー86aに形成された係合溝に沿って上昇移動する。その結果、マンドレルシャフト84に被嵌されたラベルLの下端縁に押上げプレート88の片部が当接してラベルLが持ち上げられ、マンドレルMから容器Cのポット部Pの外周に下方から被嵌される。
図9(a)〜(l)は、マンドレルヘッド40のラベル被嵌動作を経時的に示す動作説明図である。図9(a)〜(l)において、マンドレルMのラベル被嵌動作は図中の左側から右側に移行する。また、図9中において、第1カムフォロワ94の中心点の移動軌跡が二点鎖線75で示され、第2カムフォロワ96の中心点の移動軌跡が二点鎖線79によって示されている。なお、図9では、容器パックCP4を搬送する第3容器搬送装置16の図示が省略されている。
図9(a)〜(c)に示すように、マンドレルヘッド40は、マンドレル移動装置42によって直線区間47に沿って移動する。そして、図9(d),(e)に示すように、マンドレルヘッド40がラベル被嵌位置βに移動してくると、第1カムプレート76によって第1カムフォロワ94が押し上げられて、ラベル送出ガイド86のガイドバー86aがマンドレルシャフト84の上端部84a周囲に突出したラベル送出位置になる。このとき、ガイドバー86aの上端は、マンドレルシャフト84の上端よりも少し高いが容器Cのポット部Pに接触しない位置まで上昇するのが好ましい。これにより、マンドレルMから送り出されたラベルLをポット部Pの周囲により確実に被嵌することができる。
ラベル送出ガイド86の上昇と同期して、図9(d)〜(g)に示すように、第2カムプレート78によって第2カムフォロワ96が押し上げられて、押上げプレート88が上昇移動を開始する。そして、押上げプレート88は、その上面がラベル送出ガイド86のガイドバー86aの上端とほぼ同じ高さまで上昇移動する。その結果、押上げプレート88によってマンドレルMから押し出されたラベルLが容器Cのポット部Pの外周に下方から被嵌される。
ラベルLはポット部Pの外周に被嵌されると、図9(h)〜(l)に示すように、押上げプレート88は下降移動して通常の待機位置まで下降し、ラベル送出ガイドは図9(i)〜(l)に示すように、ラベル送出位置からラベル受取り位置まで下降する。これにより、ラベル供給位置αでのラベル受取りの準備が整う。
次に、図10および図11を参照して、本実施形態のラベル加熱収縮装置100について説明する。図10は、本実施形態のラベル加熱収縮装置100を概略的に示す図である。図11は、図10におけるK−K線断面図である。なお、図10においては、第4容器搬送装置18を挟んだ両側にそれぞれ配置される外側ノズルのうち手前側の外側ノズルの図示を省略している。
図10に示すように、ラベル加熱収縮装置100は、容器搬送方向(矢印A方向)と直交する方向に容器Cが2列で並んだ状態で容器パックCP4を搬送する第4容器搬送装置18と、この第4容器搬送装置18によって搬送される容器パックCP4の各ポット部Pに被嵌された筒状のラベルLに加熱気体を吹き付けるノズル130とを備える。
ラベル加熱収縮装置100は、内部に加熱空間102を画定するカバー部材104を含む。カバー部材104は、加熱空間102の鉛直上方を覆う天井部104aと、容器搬送方向の上流側に位置する上流側壁部104bと、容器搬送方向下流側に位置する下流側壁部104cと、容器搬送方向と直交する方向の前後位置にある前壁部および後壁部(いずれも図示せず)とを有する。
第4容器搬送装置18は、上流側壁部104bに形成された入口開口部106から加熱空間102を通って下流側壁部104cの出口開口部108の外側まで延伸している。第4容器搬送装置18は、上述したようにして各ポット部Pの周囲にラベルLが被嵌された容器パックCP4を第3容器搬送装置16から受け取って、ラベル加熱収縮装置100内の加熱空間102を貫通して搬送する。ここで、第4容器搬送装置18は、容器パックCP4を、各容器パックCP4に含まれる容器Cのポット部Pの列方向に沿って搬送するものである。
第4容器搬送装置18は、図11に示すように、それぞれ無端状をなす第1コンベヤ18aおよび第2コンベヤ18bによって構成される。第1および第2コンベヤ18a,18bは、隙間を空けて互いに平行に延伸して設置されている。また、第1および第2コンベヤ18a,18bは、図10に示すように、駆動プーリ110および従動プーリ112と、2つのガイドプーリ114とに巻き掛けられている。これにより、第1および第2コンベヤ18a,18bは、駆動プーリ110が図示しない駆動モータによって回転駆動されることによって、互いに同期して矢印A方向に循環移動するようになっている。
図11に示すように、第1コンベヤ18a上には、容器パックCP4に含まれる4つの容器のうち容器搬送方向と直交する方向の一方側に位置する2つの第1容器の各ポット部P1が載置されている。これに対し、第2コンベヤ18b上には、容器パックCP4に含まれる4つの容器のうち容器搬送方向と直交する方向の他方側に位置する2つの第2容器の各ポット部P2が載置されている。
ラベル加熱収縮装置100のノズル(加熱部材)130は、加熱空間102内に設置された外側ノズル(外側加熱部材)132および内側ノズル(内側加熱部材)134によって構成される。外側ノズル132は、図11に示すように、第4容器搬送装置18の第1および第2コンベヤ18a,18bを挟んだ両側に容器搬送方向に沿ってそれぞれ配置されている。各外側ノズル132は、例えば長方形断面を有する細長い金属筐体によって形成されており、第1および第2コンベヤ18a,18bに対向する側壁には、多数のノズル孔133が形成されている。
内側ノズル134は、図10及び図11に示すように、例えば円形断面を有する金属管によって形成されている。また、内側ノズル134は、第1コンベヤ18aと第2コンベヤ18bとの間に対応する位置において容器搬送方向に沿って延伸した状態で配置されている。そして、内側ノズル134の上部には、斜め上方に向けて加熱気体を噴出するためのノズル孔136a,136bが形成されている。ノズル孔136aは、第1コンベヤ18a上に載置されたポット部P1に被嵌されたラベルLのうち、第1容器のポット部P1と第2容器のポット部P2との間に位置するラベル内側部分に吹き付けるように、加熱気体を斜め上方に噴出するように形成される。これに対し、ノズル孔136bは、第2コンベヤ18b上に載置されたポット部P2に被嵌されたラベルLのうち、第1容器のポット部P1と第2容器のポット部P2との間に位置するラベル内側部分に吹き付けるように、加熱気体を斜め上方に噴出するように形成される。
図10に示すように、ラベル加熱収縮装置100は、過熱水蒸気発生装置138を備える。過熱水蒸気発生装置138によって生成された過熱水蒸気は、配管140によって外側ノズル132の容器搬送方向上流側の端部に供給され、配管142によって内側ノズル134の容器搬送方向上流側の端部に供給される。
ここで、過熱水蒸気とは、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あり、好ましくは120℃〜300℃、より好ましくは150℃〜180℃の温度の水蒸気である。このように本実施形態では、ラベルLを熱収縮させる加熱流体として過熱水蒸気を用いるのが好適である。過熱水蒸気は、例えば約100℃以下の飽和水蒸気と比較して保有する熱容量が大きいためラベルLを迅速に限界収縮率まで熱収縮させることができ、かつ、容器やラベルLの表面が結露によって湿った状態にならないため、好ましい。また、ラベル加熱収縮装置100の設備長さの短縮と省エネルギー化を図れる利点もある。ただし、これに限定されるものではなく、ラベル加熱収縮装置において外側ノズル132および内側ノズル134から噴出される加熱気体として、1気圧の条件下で温度が100℃以下の水蒸気を用いてもよいし、あるいは、外気を取り込んで例えば100℃超に加熱した加熱空気を用いてもよい。
続いて、上記構成からなるラベル加熱収縮装置100の動作について説明する。
第4容器搬送装置18は、ラベル被嵌ユニット20によって各ポット部Pの周囲にラベルLが被嵌された容器パックCP4を第3容器搬送装置16から受け取って、ラベル加熱収縮装置100に搬送する。第3容器搬送装置16によって天面吸着されて搬送されてきた容器パックCPは、容器搬送方向の下流側端部において第3容器搬送装置16のコンベヤベルト34による吸引が解除されることによって、第4容器搬送装置18の第1および第2コンベヤ18a,18b上に載置される。
そして、容器パックCP4は、第4容器搬送装置18によってラベル加熱収縮装置100内の加熱空間102を通過する。この間に、容器パックCP4の各ポット部Pに被嵌されたラベルLには、外側ノズル132および内側ノズル134からそれぞれ噴出される過熱水蒸気が吹き付けられる。より詳しくは、外側ノズル132のノズル孔133から噴出した過熱水蒸気は、ラベルLのうち容器搬送方向と直交する方向の外側へ向いたラベル部分に吹き付けられるとともに、容器搬送方向に隣り合ったポット部P間に位置するラベル部分に吹き付けられる。また、内側ノズル134のノズル孔136a,136bから噴出した過熱水蒸気は、第1コンベヤ18a上に載置されたポット部P1と第2コンベヤ18b上に載置されたポット部P2との間に位置するラベル内側部分に吹き付けられる。このようにして、ポット部Pに被嵌された筒状のラベルLの全体に過熱水蒸気が吹き付けられることで、ラベルLは周方向全体にわたって均一に熱収縮して綺麗に装着される。
このようにラベルLが熱収縮してポット部Pに装着された後、容器パックCP4は、引き続き第4容器搬送装置18によって梱包等の後工程に移送される。
上述したように、本実施形態のラベル加熱収縮装置100によれば、第1コンベヤ18aと第2コンベヤ18bとの間に対応して内側ノズル134を配置してラベル内側部分に過熱水蒸気を吹き付ける構成としたことで、内容物が充填されて封止された4つの容器が一体に連結されてなる容器パックCP4を第4容器搬送装置18によって連続的に搬送しながら、各容器のポット部Pの周囲に被嵌された熱収縮性の筒状のラベルLを効率よく装着できると共に、ラベルLをポット部Pの全周にわたって均一に熱収縮させて綺麗に装着することができる。
なお、図10に示すように、ラベル加熱収縮装置100は排気用のブロワ144を備えてもよい。このブロワ144の作動によって、加熱空間102内に噴出された過熱水蒸気を吸引して外部に排気してもよいし、あるいは、加熱空間102から吸引した過熱水蒸気を過熱水蒸気発生装置138に還流させて再利用してもよい。
図12は内側ノズル134の噴出角度調整機構を示す図であり、(a)は噴出角度が広い内側ノズルの使用状態を示す上面図とN−N線断面図、(b)は噴出角度が狭い内側ノズルの使用状態を示す上面図とQ−Q線断面図である。
ラベル加熱収縮装置100の内側ノズル134に関して、ラベルLに対して過熱水蒸気を吹き付ける角度を調節する角度調整機構を設けてもよい。例えば、角度調整機構は、図12(a),(b)に示すように、内管134aと、この内管134aに外装された外筒134bとによって構成できる。内管134aと外筒134bの相対位置は、図示しないねじ等によって固定することができる。
内管134aには、周方向に所定長さで延びる切欠き135が軸方向に一定の間隔Wで多数形成されている。そして、内管134a内に過熱水蒸気が供給される。
これに対し、外筒134bには、噴出角度θaが広いノズル孔136a−1,136b−1のペアと、噴出角度θbが狭い(すなわちθb<θa)ノズル孔136a−2,136b−2のペアとが、軸方向に間隔W/2で交互に多数形成されている。
このように構成される内側ノズル134では、図12(a)に示す状態では、内管134aの切欠き135がノズル孔136a−1,136b−1に連通して、噴出角度θaで過熱水蒸気をラベルLの内側部分に向けて噴出することができる。この状態から外筒134bを矢印R方向にW/2だけ移動させると、内管134aの切欠き135がノズル孔136a−2,136b−2に連通して、噴出角度θbで過熱水蒸気をラベルLの内側部分に向けて噴出することができる。なお、噴出角度の調整は、2段階に限定されるものではなく、噴出角度が異なるノズル孔ペアを3種類以上形成して3段階以上としてもよい。
このように内側ノズル134からの過熱水蒸気の吹き出し角度を調整可能にすれば、例えば、容器の高さや形状が変わってラベルLの軸方向長さ等が変更になった場合や容器の胴部の一部にラベルを装着する形態で容器に対するラベル装着の高さ位置が変更になった場合等に、ラベルLに対する過熱水蒸気の吹き付け角度を調整することによって、ラベルLの内側部分の熱収縮状態を適切に調整することができる。
図13(a)内側ノズルの高さ調整機構を示す図であり、図13(b)は内側ノズルの高さ位置を変更した状態を示す図である。
図13(a)に示すように、ラベル加熱収縮装置100の内側ノズル134に関して、ラベルLに対する過熱水蒸気の吹き付け高さ位置を調節可能にする高さ調整機構を設けてもよい。この高さ調整機構は、上記の角度調整機構と組み合わせて設けてもよい。
内側ノズル134の高さ調整機構は、例えば次のように構成することができる。すなわち、図13(a)に示すように、内側ノズル134には、例えば軸状の支持部材150の上端部が取り付けられている。支持部材150の下端部には、揺動レバー152の一端が回動可能に連結されている。揺動レバー152の中央部は、軸154によって回動可能に支持されている。また、揺動レバー152の他端には、操作ノブ156が回動可能に取り付けられている。操作ノブ156の下端にはねじ部158が突出して連結されており、ねじ部158の下端部がラベル加熱収縮装置100のフレーム160の雌ねじ孔に螺合している。
このように構成される高さ調整機構では、図13(b)に示すように、操作ノブ156を回転させてねじ部158をフレーム160に対してねじ込むことにより、揺動レバー152の他端を矢印X方向に下げることができる。これにより、揺動レバー152の一端が上方へ移動し、支持部材150を介して内側ノズル134の高さ位置を上方へ移動させることができる。その結果、内側ノズル134から噴出される過熱水蒸気のラベルLに対する吹き付け高さを上側に調整できる。逆に、操作ノブ156を矢印Y方向に移動させるように操作すれば、内側ノズル134の高さ位置を下側に調整できる。
このように内側ノズル134の高さ位置を調整可能にすれば、例えば、容器の高さや形状が変わってラベルLの軸方向長さ等が変更になった場合や容器の胴部の一部にラベルを装着する形態で容器に対するラベル装着の高さ位置が変更になった場合等に、ラベルLに対する過熱水蒸気の吹き付け高さ位置を調整することによって、ラベルLの内側部分の熱収縮状態を適切に調整することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において、種々の改良や変更が可能である。
例えば、上記においては、第4容器搬送装置18として2本のコンベヤ18a,18bを設けてその間に内側ノズル134を配置した例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第4容器搬送装置として3本以上の無端状のコンベヤを隙間を空けて平行に配置し、これらのコンベヤの間に2本以上の内側ノズルを設けてもよい。
また、上記においては、複数列のポット部を含む容器パックを各ポット部の列方向に搬送する第4容器搬送装置18を2つのコンベヤによって構成する例について説明したが、これに限定されず、1つのコンベヤで構成してもよい。この場合、内側ノズルは、例えば、コンベヤ上であって第1ポット部P1と第2ポット部P2の間に配置すれば良い。
10 ラベル被嵌システム、12 第1容器搬送装置、13,34 コンベヤベルト、14 第2容器搬送装置、16 第3容器搬送装置、18 第4容器搬送装置(容器搬送装置)、18a 第1コンベヤ、18b 第2コンベヤ、20 ラベル被嵌ユニット、22 容器貯留部、24 移動爪、24a 支持上面、24b 先端外周面、25 容器搬送経路、36 吸引ボックス、38 長穴、40 マンドレルヘッド、41 隙間、42 マンドレル移動装置、43 架台、44,110 駆動プーリ、45 軸、46,112 従動プーリ、47 直線区間、48 ベルト、49 モータ、50 ラベル形成ユニット、60 ベース板、62 ブラケット、64 外周側取付部材、66 内周側取付部材、68 ローラ、70 レール部材、72,160 フレーム、74 固定部材、76,78 カムプレート、77 支持プレート、80 上部カバー、80a 前方壁部、80b 後方壁部、82a 前下部カバー、82b 後下部カバー、84 マンドレルシャフト、84a 上端部、86 ラベル送出ガイド、86a ガイドバー、押上げ88 プレート、94 第1カムフォロワ、96 第2カムフォロワ、100 ラベル加熱収縮装置、102 加熱空間、104 カバー部材、104a 天井部、104b 上流側壁部、104c 下流側壁部、106 入口開口部、108 出口開口部、114 ガイドプーリ、130 ノズル(加熱部材)、132 外側ノズル(外側加熱部材)、133,136a,136b ノズル孔、134 内側ノズル(内側加熱部材)、134a 内管、134b 外筒、138 過熱水蒸気発生装置、140,142 配管、144 ブロワ、150 支持部材、152 揺動レバー、154 軸、156 操作ノブ、158 ねじ部、A 容器搬送方向、C 容器、CP2 2ポットパック、CP4 容器パックまたは4ポットパック、CP6 6ポットパック、F,F1,F2 フランジ部、L ラベル、M マンドレル、OP 作業者、P ポット部、P1 第1ポット部、P2 第2ポット部、PP 所定ピッチまたは搬送ピッチ、S 蓋、W 間隔、α ラベル供給位置、β ラベル被嵌位置、θa,θb 噴出角度。
Claims (3)
- 内容物が収容されるポット部と該ポット部の上部外周に側方へ突出形成されたフランジ部とをそれぞれ有する複数の容器が前記フランジ部の縁部で互いに連結されている容器パックを容器搬送装置によって搬送しながら、前記ポット部の周囲に被嵌されている筒状フィルムを熱収縮させるフィルム加熱収縮装置であって、
前記容器パックは複数列のポット部を含み、前記容器搬送装置は前記容器パックを前記ポット部の列方向に沿って搬送するものであり、
前記容器搬送装置によって搬送される前記容器パックを挟んだ両側に配置され、前記容器パックに被嵌された筒状フィルムに加熱気体を吹き付ける外側加熱部材と、
前記複数列のポット部の間に対応する位置に前記列方向に沿って配置され、前記複数列のポット部間に位置する前記筒状フィルムの内側部分に加熱気体を吹き付ける内側加熱部材と、を備える、
フィルム加熱収縮装置。 - 請求項1に記載のフィルム加熱収縮装置において、
前記内側加熱部材には、前記容器パックの各ポット部にそれぞれ被嵌されている筒状フィルムの内側部分に吹き付ける加熱気体の吹き付け角度を調節する角度調節機構が設けられている、フィルム加熱収縮装置。 - 請求項1または2に記載のフィルム加熱収縮装置において、
前記内側加熱部材には、該内側加熱部材の高さ位置を調節する高さ調節機構が設けられている、フィルム加熱収縮装置。
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