JP7529190B2 - 物品の連鎖に切れ目を入れるためのユニット、装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して包装セクターに関し、具体的には、フローパック包装に関する。

より正確には、本発明は、例えば、おむつ、おむつパンツ、女性の生理用ナプキン等のような衛生用吸収性物品の包装のために使用され得る横方向切り込みユニットに関する。

フローパック包装は、多種多様な消費者製品を包装するための最も一般的なシステムの一つである。

フローパック包装システムにおいて、通常プラスチック材料からなる連続包装フィルムがリールから巻き出され、包装される製品を囲む連続管状部材の形状に折り畳まれ、包装される製品のフローと共に機械方向に前進する。包装材料の連続管状部材は、包装フィルムの長手方向両縁部を接合する連続長手方向シールによって、及び、単一のパッケージに含まれるべき製品に対して向かい側で連続管状部材をシールする機械方向において相互に離間した横方向シールによって、閉じられる。

フローパック包装機械は、通常、
－製品のフローを長手方向に沿って前進させるように構成された水平コンベア、
－連続包装フィルムを送り出すように構成された巻き出しユニット、
－包装フィルムを、包装される製品を囲む管状エレメントの形状に折り畳むように構成された固定形成デバイス、
－形成デバイスの下流に位置し、包装フィルムの長手方向両縁部を溶接するように構成された長手方向溶接アセンブリ、
－包装材料のフィルムによって形成された管状エレメントを横方向に溶接するように構成された横方向溶接アセンブリ、及び
－製品を分離させるための切り込みエレメント
を含む。

それ自体が既知である技術によれば、例えばおむつのような吸収性衛生物品の包装は、好適な折り畳みノズルによって、一般的にポリエチレンからなる連続フィルム内に折り畳まれた物品を包むことにより、実現される。個々の物品は、それらを囲む連続フィルム内で機械方向に搬送される。既知のソリューションにおいて、溶接ステーションは、作成される単一のパッケージの端部をシールするように配置されており、同時に、同一の溶接ステーションに組み込まれたブレードは、個々のパッケージを相互に分離させる。本方法の後続する段階において、単一のパッケージは、より大きな袋で、多品種包装のために有用な段階へと運ばれる。

既知のソリューションは、包装機械が、それぞれ１又は複数の製品を含む単一のパッケージのストリップを生産するように構成されており、個々のパッケージは相互に結合されており、単一のパッケージの以後のデタッチメントを容易にするために、横方向のシーリングに沿って予め彫り込みが入っていることを想定している。

本発明は、ｎ個の物品（ｎは生産要件により異なる）ごとにパッケージの自動分離を実行する可能性を有する、複数の個々に分離されたパッケージ、及び個々のパッケージの連続的且つ予め彫り込みが入ったストリップの両方を作成するために配置された切り込みユニット、装置、及び関連する方法を作り出したいという願望に端を発する。

本発明の目的は、上記に示した要件を満たすデバイスを提供することである。

本発明によると、この目的は、請求項１、５、８の主題を形成する特徴を有する切り込み機械、装置及び方法によって実現される。本発明の好適な実施形態は、従属請求項の主題を形成する。

本特許請求の範囲は、本発明に関してここに提供される開示の不可欠な部分を形成する。

これより、本発明について、専ら非限定的例示として示される添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係るフローパック包装装置の概略側面図である。 好適な実施形態に係る切り込みユニットの断面図である。 前図のいくつかの詳細の平面図である。 本発明に係る装置の概略側面図であり、追加的な動作の動作段階が示されている。

図１、４を参照すると、数１は、水平フローパックタイプの包装装置を示している。

現在「フローパック」と称されるタイプのパッケージを形成することを意図した包装装置において、コンベアは、包装される物品のフローを機械方向ＭＤに沿って前進させるように構成されている。好適な実施形態によれば、装置１は、物品を実質的に水平方向に沿って前進させるように配置されている。

１又は複数の実施形態において、装置１は、例えば、おむつ、おむつパンツ、女性の生理用ナプキン等のような吸収性衛生物品のフローを包装するように配置されている。

パッケージＣは、装置１の入口端に送り出される物品の連続的なフローの配置によって、及び、任意の既知のタイプの巻き出しアセンブリによって送り出される連続包装フィルムによって形成される。

幅広く既知の基準によれば、連続フィルムに始まり、連続包装フィルムを折り畳むように構成された形成デバイスによって、包装される物品を囲む、実質的に管状の連続エンベロプＴが形成される。

連続エンベロプＴは、２つの連続する物品間で連続エンベロプの長手方向縁部をシールすることを基本的な機能とする長手方向シーリングステーションに向かって進められる。それ自体が既知であるソリューションによれば、シーリングステーションは、シールされるエンベロプＴの長手方向縁部に沿って接着剤の層を塗布するように設計されたグルーアプリケータを含んでよい。

図１は、本発明に係る装置１の好適な実施形態を示す。図１において、物品は機械方向ＭＤに沿って右から左へ搬送される。巻き出しアセンブリ、形成デバイス、及び長手方向シーリングステーションに関する詳細は、先行技術により作成され得るため、図１ではこれらの詳細を示していない。

本発明のさらなる特徴によれば、連続管状エンベロプＴは、自動化搬送手段２９によって、単一のパッケージを構成する物品を密閉して分離させる意図のもと、２つの連続する物品間からなる空間において連続エンベロプＴを平坦化し、これらの空間において溶接エリアＳを形成することを基本的な機能とする横方向溶接ユニット２に向かって進められる。

図４に示す通り、横方向溶接ステーション２は、一対の逆回転ローラ、特に、溶接ローラ４及び対照ローラ５が設置される支持構造３により構成されてよい。ローラ４、５は、既知の方法で、例えば、伝達手段が配置された単一のモータリゼーションによって、又は、２つのサーボモータにより構成され、それらの間で電子的に制御される２つの独立したモータリゼーションによって作動する。

１又は複数の実施形態において、溶接作用は、圧力及び熱の応用の組み合わせにより実現される。（それ自体が既知である構成によれば）このために、ローラ４、５の両方において、それらの内部に加熱抵抗器及び温度制御手段が搭載されている。

１又は複数の実施形態において、図１に示されたもののように、横方向溶接ユニット２は、第１機械方向ＭＤに対して垂直である第２直進方向に沿って、開位置及び閉位置の間で、相互に可動である第１溶接エレメント６及び第２溶接エレメント７を備える。溶接エレメント６、７は、超音波溶接を実行するように構成されてよい。

本発明によれば、装置１は、機械方向ＭＤに対して、溶接ユニット２の下流に別個に配置された横方向切り込みユニット８を備える。

図１、２、４に示す通り、切り込みユニット８は、連続エンベロプＴのそれぞれの側に位置し、それぞれの軸Ｉ、ＩＩを中心に回転するように構成された一対のアクティブロータリエレメント９を備える。水平包装装置１の例によれば、ロータリエレメントは、連続エンベロプＴの上下にそれぞれ位置する。

１又は複数の実施形態において、横方向切り込みユニット８は、一対のアクティブロータリエレメント９がその上に搭載された支持構造１０を備えてよい。

一対のアクティブロータリエレメント９は、基本的に、モータ手段（図示せず）により回転駆動される切り込みローラ１１（又はナイフ）及び対照ローラ１２（又はカウンターナイフ）からなる。

図２は、横方向切り込みユニット８の好適な実施形態を示す拡大尺の概略図である。図示された実施形態によれば、第１ロータリエレメント（切り込みローラ１１）は、その表面上で少なくとも１つの切り込みエレメント１３を保持し、溶接ユニット２及び切り込みユニット８に沿って前進する連続エンベロプＴの溶接エリアＳで切り込み動作を実行する。好ましくは、切り込みローラ１１は、切り込みローラ１１の円周に沿って９０度間隔で配置された４つの切り込みエレメント１３を有する。

再び図２を参照すると、切り込みの接触面として機能する第２アクティブロータリエレメント（対照ローラ１２）は、溝を有する複数のセクション１４及び複数の中実セクション１５を交互に有する。以下の説明及び添付図面から明らかである通り、溝を有する各セクション１４は、ローラ１２の連続する外周面に対して溝を作成するようにそれぞれ形成された複数の中空部１６を有し、一方、各中実セクション１５は、切り込みのための規則的な連続する外周接触面を有する。対照ローラ１２は、統合された中空部１６を有するモノリシックボディとして作成されてよい。

溝を有するセクション及び中実セクション１４、１５が、対照ローラ１２の円周に沿って一定のピッチで交互に配置されていることに留意されたい。従って、動作中に、各切り込みエレメント１３は、対応する溝を有するセクション又は中実セクション１４、１５上で対照ローラ１２と連携する。

上記に示した特徴のおかげで、動作中に、切り込みエレメント１３が中実領域、すなわち中実セクション１５上で作用すると、２つの連続する物品間できれいな切れ目が作られ、パッケージＣが分離される。逆に、切り込みエレメント１３が溝を有する領域、すなわち溝を有するセクション１４上で作用すると、複数の連続する物品のセグメントを形成するように、物品の分離を伴うことなく、２つの連続する物品間で彫り込みが作られる。従って、横方向の彫り込みが２つの連続する物品間で形成され、以後の物品の分離を有利にするように設計されている。そのため、セグメントは、一定の所望の長さ（一定数の連続する彫り込みが入った物品）で作成され得る。なお、「所望の長さ」という表現は、ある長さの物品のセグメントのバッチ、及び、前のものとは異なる別の長さのセグメントのバッチ、例えば、３つの物品のセグメントのグループ、及び、５つの物品のセグメントのグループを作成することが可能であることを意味することに留意されたい。

前述したように、ローラ１１、１２は、図示されていないモータ手段により回転駆動される。本発明によれば、モータ手段は、切り込みローラ及び対照ローラにそれぞれ接続された独立した電子制御サーボモータを含む。

本発明の追加的な特徴によれば、装置１は、切り込みローラ１１及び対照ローラ１２の間のフェーズを変化させるようにプログラムされた電子制御デバイスＥ（図１に示す通り）を含む。「フェーズを変化させる」という表現は、動作サイクル中における、切り込みエレメント１３及び溝を有するセクション／中実セクション１４、１５の間の相対的な角度位置の変化を意味する。このようにして、生産要件に応じて可変的に、物品を包む連続エンベロプＴの予めの刻み込みの切れ目及びきれいな切れ目を変化させるために、切り込みエレメント１３と中実セクション１５の接触、及び上記切り込みエレメント１３と溝を有するセクション１４の接触が生じる頻度を変化させることが可能である。１又は複数の実施形態において、制御デバイスＥは、ある物品及び別の物品の間に彫り込みを有する連続する物品のセグメントの長さを変化させるために、対照ローラ１２を、切り込みローラ１１に対して加速又は減速して、自動的に制御するようにプログラムされている。これらの特徴のおかげで、生産プロセスの中断を伴うことなく、可変長の物品セグメントが作成され得る。なお、図１は、切り込みユニットが、切れ目の入った複数の物品及び分離されたパッケージＣを生産するように制御された動作の動作段階を示していることに留意されたい。

正確な動作のために、切り込みローラ１１は、連続エンベロプＴの送り速度と実質的に等しい周速を有しなければならない。その代わり、対照ローラ１２は、パッケージＣ又は予め彫り込みが入ったパッケージＣの連続するストリップの分離を実現するために、交互に配置されたセクション１４、１５間のピッチの整数倍に実質的に対応し、切り込みユニット８を通るパッケージの送り速度に近い可変周速を有することになる。

本説明及び添付図面は、一定のピッチで相互に離間した複数の物品を含む連続エンベロプＴに切れ目を入れる／彫り込みを入れるように配置された横方向切り込みユニット８及び関連する装置１を参照している。しかしながら、本発明は、未だいかなる包装用エンベロプも有しない連続する物品の連鎖に直接適用される切り込み／彫り込みのために、同様に適用可能であることに留意されたい。

より一般的には、装置１全体の文脈において、電子制御デバイスＥは、さらに、横方向溶接ユニット２及び切り込みユニット８の動作を同期することで、パッケージＣの溶接及び切り込み（又は予めの刻み込み）を単一の装置１において実行するように構成されている。これに関し、１又は複数の実施形態において、図１に示されたもののように、パッケージＣの固定化ユニット２６が、上記溶接ユニット２及び上記切り込みユニット８の間に挿入されており、これは、
－パッケージＣの通過移動の方向ＭＤに実質的に位置合わせされたパッケージＣを運搬するためのアクティブブランチを有する連続電動ループタイプの下部コンベアエレメント２７、及び
－通過するパッケージＣと接触するアクティブブランチを有する電動上部コンベアエレメント２８
を備える。

１又は複数の実施形態において、エンベロプＴは速度の変更を経る場合があるが、溶接及び切り込み動作を実行する動作中は決して停止しないため、パッケージＣの形成の動作は連続的である。

好適な実施形態において、横方向切り込みユニット８は、反対方向に回転するローラ１１、１２を有する。これが、ローラ１１、１２の反対方向の円運動を生じさせ、これにより、その都度、切り込みエレメント１３は、溝を有する各セクション１４又は中実セクション１５とそれぞれ接触し、物品の分離を伴わない予めの刻み込みを、又は分離を伴うエンベロプＥの切り込みを実行する。

前述したように、交互の溝及び中実セクション１４、１５は、対照ローラ１２の円周に沿って一定のピッチで配置されている。

図３は、対照ローラ１２の拡大尺の概略図を示す。溝を有する各セクション１４において、機械方向ＭＤに対して横方向に沿って位置合わせされ、必要とされる予めの刻み込みを実行するように配置された複数の中空部１６が設けられている。好ましくは、中空部１６は、円形状である。

本発明の別の好適な特徴によれば、切り込みエレメント１３の摩耗を抑制して均一化するために、中空部１６の位置は、同様の方法で切り込みエレメント１３と接触することのないように、切り込みエレメント溝を有するあるセクション１４と別のセクションとでは異なっている。図３の平面図に示す実施形態に関し、セクション１４の中空部１６の列は、セクション１４の軸方向に沿って相互に配置がずれていることに留意されたい。従って、ローラ１２のセクション１４間で、中空部１６の列の位置に変化が生じている。この中空部１６の位置ずれは、異なる構成によれば、およそ１～１０ｍｍで実現され得る。

図３に示す構成において、所与の数のセクション１４に対し、位置ずれは一定且つ漸進的である。例えば、ｎ個のセクション１４の連続は、約１ ｍｍの漸進的ずれを有し得る。換言すれば、第１から第２セクション１４にかけては１ｍｍのずれがあり、第２セクション１４から第３セクション１４にかけてはさらなる１ｍｍのずれがある。一定の漸進的ずれを有するｎ個のセクション１４の第１の連続の終端において、ｎ個のセクション１４の第２の連続は、前の連続と同一の中空部１６の配列を示している。これに関し、例として、図には、中空１４を有する５つのセクションの連続に対し、中空部１６の一定の漸進的ずれを示すように構成された基準ラインＰを示す。図３において、中空部１６のこの一定の漸進的ずれは、この例示的な場合において、溝を有する５つのセクション１４の連続を指すものであり、これは、基準ラインPに対して平行であるさらなる基準ラインＰの中心間の距離によって定義されると理解されるべきである。

図示されていないさらなる構成によれば、ｎ個のセクション１４の連続を考慮して、セクション１４間のスロット１６の位置のずれは、あるセクション１４から別のセクション１４にかけて増大し得る（例えば、第１から第２セクションにかけては１ｍｍのずれ、及び第２セクションから第３セクションにかけては２ｍｍのずれ）。

当然ながら、セクション１４間の中空部１６の位置ずれは、それが意図された目的を実現するために、すなわち、予めの刻み込みを効果的に形成し、切れ目縁部１３の摩耗を抑制するために好適である場合は、上記に説明したものとは異なる方法で実現され得る。

図４は、本発明に係る装置の好適な実施形態の概略側面図を示す。本発明のさらなる特徴によれば、装置１は、生産されたパッケージＣの自動仕分けを実行するように構成されている。

１又は複数の実施形態において、装置１は、連続する予め彫り込みが入った切れ目のないパッケージＣのストリップを、それぞれの排出ポイント１７、１８、１９に向けて自動的に搬送するように構成された複数のコンベア手段２０、２１、２２、２３を有する。好ましくは、装置１は、真空エリアの自動アクティベーションによって、パッケージＣのストリップの少なくとも３つの排出ポイント１７、１８、１９を有し、特定の回収ポイントに向けてパッケージＣを自動的に仕分ける。これらの真空エリアは、既知のタイプの真空コンベアにより作成される。

コンベア２０、２１、２２、２３の機能は、パッケージＣのストリップを排出ポイント１７、１８、１９に向けて（例えば、外部からアクセス可能な回収ボックス内、又は以後の回収及び袋詰めのためにパッケージＣを装置１の全体寸法から運び出すためのさらなるベルト上に）確実に誘導することである。コンベア２０、２１、２２、２３は、ｍ個の製品のパッケージＣのｎ個のストリップが、所与の排出ポイント１７、１８、１９に向けてそれぞれ搬送されることを可能にするために、制御デバイスＥによって送信されるコマンド信号により、所定のサイクルに沿って交互にアクティベートされてよい。

コンベア手段２０、２１、２２、２３は、それぞれ相互に面している面の間でパッケージ部Ｃを把持するように構成された、複数の下部ベルト２１、２２、２３、及び上部ベルト２０を含んでよい。上部ベルト２０は、連続する下部ベルト２１、２２、２３の長さと実質的に対応する長さを有する。各下部ベルト２１、２２、２３は、製品のストリップをそれぞれの排出ポイント１７、１８、１９に向けて誘導するように配置されている。上記に示した通り、コンベア２０、２１、２２、２３は、好ましくは、亜大気圧源を含む亜大気圧把持手段を含んでよい。

図４に示されたもののような１又は複数の実施形態において、装置１は、排出ポイント１７、１８、１９に対してラインの終端に配置され、別個の切れ目の入ったパッケージＣを、ピックアップのために（例えば、より大きな寸法のパッケージの袋詰めのために）ライン終端ポイント２５において、上述の排出ポイント１７、１８、１９を越えて搬送する、さらなる搬送手段２４を含む。

これらの特徴のおかげで、装置１は、個々の別個のパッケージＣ及び予め彫り込みが入ったパッケージＣのストリップの両方の差別化された自動仕分けを実行するように配置されている。

もちろん、発明の原理を損なうことなく、構造の詳細及び実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、純粋に例として説明及び示されているものに対して広く変化してよい。

Claims (10)

1. ２つの連続する物品を分離させるための切断動作、及び前記２つの連続する物品間の、前記物品の分離を伴わない切り込みの両方を実行するように構成された少なくとも１つの切断エレメントを保持する切断ローラ、
   切り込み面として機能する対照ローラ、ここで、前記対照ローラには、前記対照ローラの回転軸の軸方向に沿って配列された複数のスロットを有する複数の第１のセクションが、前記対照ローラの周方向に沿って、複数の第２の中実セクションと交互に配置されて形成されており、前記対照ローラの前記回転軸から前記複数の第１のセクション及び前記複数の第２の中実セクションの外周面までの距離は、前記対照ローラの前記回転軸から前記複数のスロットの底面までの距離より長く、前記２つの連続する物品の間で、前記複数の第１のセクションおよび前記切断エレメントが対向する場合に前記２つの連続する物品間が切り込まれ、前記複数の第２の中実セクションおよび前記切断エレメントが対向する場合に前記２つの連続する物品間が切断される、前記切断ローラ及び前記対照ローラの間のフェーズを変化させるように構成された制御デバイス
   を備える、連続する物品の同一セグメントのある物品及び別の物品の間に切り込みを有する、所望の長さの連続する物品のセグメントを得るための横方向切断ユニット。
2. 前記制御デバイスは、前記切断ローラに対して前記対照ローラを加速させるように構成されている、請求項１に記載の横方向切断ユニット。
3. 前記制御デバイスは、前記切断ローラに対して前記対照ローラを減速させるように構成されている、請求項１又は２に記載の横方向切断ユニット。
4. 前記複数の第１のセクション及び前記複数の第２の中実セクションが、前記対照ローラの円周に沿って一定のピッチで交互に配置されている、請求項１又は２に記載の横方向切断ユニット。
5. 少なくとも１つの、請求項１又は２に記載の横方向切断ユニットを備える、包装装置。
6. 物品の連鎖を囲む連続エンベロプの形状で包装フィルムを折り畳むように構成された形成デバイス、
   前記横方向切断ユニットに対して分離され、上流に配置された横方向溶接ユニット、ここで、前記横方向溶接ユニットは、前記連続エンベロプを横方向に溶接するように構成されており、前記横方向切断ユニットは、前記連続エンベロプの溶接エリアを切断する、又は切り込みを入れるように構成されており、ここで、前記制御デバイスは、前記横方向溶接ユニット及び前記横方向切断ユニットの動作を同期するように構成されている
   を備える、請求項５に記載の包装装置。
7. 自動的に切り込みが入った物品のセグメントを、異なる排出ポイントに自動的に搬送するために設けられた複数のコンベア手段を備え、
   前記複数のコンベア手段は、亜大気圧を有する把持手段を含み、所定の数のセグメントを各排出ポイントに方向づけるように交互に作動する
   請求項５に記載の包装装置。
8. 複数の物品の連続する連鎖を切断して分離した複数の物品を製造する方法であって、以下の段階：
   機械方向に沿って物品の連鎖を送り出す段階、
   請求項１又は２に記載の横方向切断ユニットを提供する段階、
   ある物品及び別の物品の間に切り込みを有する所望の長さの連続する複数の物品のセグメントを生産するために、前記切断ローラ及び前記対照ローラの間のフェーズを自動的に変化させる段階
   を含む、方法。
9. 前記切断ローラに対して前記対照ローラを加速させる段階を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記切断ローラに対して前記対照ローラを減速させる段階を含む、請求項８に記載の方法。