JPH0418228A - 包装容器を充填シールする方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば酒類あるいはジュース等を収容する包
装容器の底部を密閉し、この底部を密閉した包装容器に
被充填物を充填し、その開口部を密閉する自動充填シー
ル装置及び方法に関する。

［従来の技術］ 一般に紙パツクと称する酒類あるいはジュース等の紙製
包装容器には、少なくとも両面を合成樹脂で被覆し、頂
部に口栓を取り付けて被充填物を注出容易としたものが
ある。この口栓は通常合成樹脂で形成され、包装容器の
外方に突出する本体部と包装容器に接着される接着部と
を有する。更にこの口栓を設けた包装容器には、包装容
器に小孔を形成し、この小孔を介して口栓の本体部を突
出させ、接着部の本体部側の面を包装容器の内面に超音
波溶着させる通称外付口栓付きのものと、包装容器の外
面に接着部の外面を溶着させた通称外付口栓付きのもの
がある。通常は、コスト面から内付目栓付きの包装容器
が多用されている。

このような包装容器は両端を開口したスリーブ状カート
ンの一端を密閉して底部を形成した後、口栓を取付け、
被充填物を充填し、最後に上部を密閉することにより形
成される。この包装容器の充填シール装置の例が実開昭
６１−３５１０５号に記載されている。

この充填シール装置は、スリーブ状カートンを順次回転
する間欠回転テーブルを備え、この間欠回転テーブル上
で包装容器の底部を折曲げ、密閉する。そして、底部を
密閉され包装容器は搬送チェーンに移送され、この搬送
チェーンに沿って配置された口栓取付は装置、充填装置
及び上部シール装置により、この搬送中に包装容器が完
成される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の充填シール装置によれば、回転テーブルで底部を
密閉した後、この容器を取出して搬送チェーンに移送し
、搬送チェーンで搬送する間に口栓の取付け、被充填物
の充填及び上部を密閉する。

したがって、装置全体が大きく、特に搬送チェーンは直
線状に配置するのが一般的であるため、装置全体が長く
なる。また、回転テーブル及び搬送チェーンをそれぞれ
駆動するため、これらの駆動装置が複雑となり、コスト
が増大する。このため、装置全体が高価になると共に、
カートンの供給部と排出部が大きく離隔した大きな設置
スペースを必要とするため、オペレータが監視しにくい
問題がある。

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
コンパクトな構造で、効率的に被充填物を充填すること
ができる充填シール装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の充填シール装置は、両端の開口した包装容器が
装着される複数のマンドレルを有し、上下方向に延設し
た駆動軸で間欠的に回転される上部テーブルと、この上
部テーブルの回転方向に沿って順に配置され、マンドレ
ルに装着された包装容器の一端を加熱する底部加熱装置
と、所定の折り曲げ線に沿って包装容器の一端を折り込
む底部折り込み装置と、この折り込まれた一端を密閉す
る底部プレス装置と、底部を密閉された包装容器を載置
し、前記駆動軸により上部テーブルの下側で間欠的に回
転される下部テーブルと、この下部テーブルの回転方向
に沿って順に配置され、包装容器側壁の小孔に装着され
た口栓をこの包装容器に溶着する口栓溶着装置と、口栓
を溶着された包装容器に所定量の被充填物を充填する充
填装置と、被充填物を充填された包装容器を密閉するシ
ール装置とを備える。

［作用］ 本発明の充填シール装置によれば、上部テーブルが停止
しているときに、両端を開口された包装容器がこのマン
ドレルに装着される。上部テーブルが回転すると、この
包装容器の一端は底部加熱装置により加熱され、更に回
転されて底部折り込み装置により所定形状に折り込まれ
、この後、底部プレス装置により所定形状に密閉される
。

この上部テーブルの回転中に底部を密閉された包装容器
は順次マンドレルからっ引き抜かれ、下部テーブル上に
載置される。下部テーブルの周部にはその回転方向に沿
って口栓溶着装置と、充填装置と、シール装置とが順に
配置されているため、包装容器側壁の小孔に装着された
口栓がこの包装容器に溶着され、所定量の充填物を充填
された後、この包装容器が密閉される。

上部テーブルと下部テーブルとは同一の駆動軸により、
互いに同期して回転される。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例による充填シール装置１０の全
体構造を示し、第２図及び第３図はそれぞれ作動を図式
的に示す。

この充填シール装置１０は、駆動装置及び制御装置等を
収容する基部１２とこの基部１２上に固定したフレーム
１４とを有する。この基部１２から駆動軸１６が突出し
、この駆動軸１６の上端をはフレーム１４で支えられて
いる。このフレーム１４で囲まれる内部は上下２段に形
成されており、上段には両端が開口した中空角柱状の紙
製包装容器の底部を平坦に折り曲げてシールする底部成
型部２０が配置されている。また、下段には、底部を形
成された包装容器の上部開口から例えば酒―あるいはジ
ュース等の被充填物を所定量充填し、上部を折り曲げ、
シールして包装容器を完成する充填シール部３０が配置
されている。

以下にカートンと称するこの包装容器５は、第２図に示
すように、予め所用形状に形成された罫線に沿って平坦
状に密閉される下部６と、予め所用形状に形成された適
宜の罫線に沿って屋根状に密閉される上部７とを有する
両端の開口したスリーブ状に形成され、この上部には通
常の口栓が装着される小孔８を形成しである。

底部成型部２０には、第１図及び第２図に示すようにカ
ートン５が装着される８本のマンドレル２１を下方に突
出した上部テーブル２２が配置されており、この上部テ
ーブル２２は駆動軸１６により矢印Ｒの方向に間欠的に
回転される。ターレット１２の周部には、ターレットの
回転方向に沿って順に、カートン５を装着する装着位置
Ａと、カートンの底部６の開口の周縁部を加熱するヒー
タすなわち底部加熱装置２４を配置した加熱位置Ｂと、
所定の折り曲げ線に沿ってこの底部６を折り曲げる底部
折り込み装置２６を配置した折り込み位置Ｃと、加熱さ
れかつ所定の形状に折り込まれた底部６をシールする底
部プレス装置２８を配置したプレス位置りと、底部をシ
ールされたカートンを取出す取出し位置Ｅとが配置され
ている。

第２図に示すように、この底部成型部２０の装着位置Ａ
に上部テーブル２２が停止すると、両端を開口したスリ
ーブ状のカートン５を、その上部７を先にしてマンドレ
ル２１に装着される。このカートン５は扁平に折り畳ま
れた状態で通常の保持装置に保持されており、充填シー
ル装置１０に最も近接したカートン５の側面を例えば吸
盤等で引き出すことにより角柱状に変形され、各マンド
レル２１に装着される。各カートン５はその弾力でマン
ドレル２１に保持することが可能であるが、各マンドレ
ル２１にカートン５を保持する適宜の保持機構を設けて
もよい。また、各マンドレル２１にはカートンの挿入深
さを調整可能なストッパを設けることが好ましい。この
場合には、各種サイズの異なるカートン５を充填するこ
とができる。

上部テーブル２２が回転して、底部加熱装置２４に整合
した加熱位置Ｂに達すると、この底部加熱装置２４から
カートン５の底部６の所用箇所に熱風が吹き付けられ、
カートン内面の樹脂層が加熱される。更に回転されて、
底部折り込み装置１６に整合した折込み位ｔｉｃでは、
所定の折り曲げ線に沿って底部６が折り曲げられ、更に
、図示しない案内レールによりこの状態を保持されつつ
底部プレス位置りまで回転される。プレス位置りに配置
された底部プレス装置２８により、カートン５の底部６
はマンドレル２１の先端部とプレス装置２８との間で強
固に圧縮され、平坦な形状にシールされる。底部６を密
閉されたカートン５は取出し位置Ｅでマンドレル２１か
ら下側に配置された充填シール部３０に移送される。

第１図及び第３図に示すように、この充填シール部３０
には、８個のカートン受台３１（第３図では１のみを示
す）を等間隔に固着した下部テーブル３２が配置しであ
る。これらのカートン受台３１は上部テーブル２２の各
マンドレル２１と上下方向に整合して配置されており、
受台３１の下側にはカートンを支える円形の案内レール
３２ａが固設されている。この下部テーブル３２は、駆
動軸１６により底部成型部２０の上部テーブル２２と共
に同一の駆動源により矢印Ｒの方向に間欠的に回転され
、受台３１に装着されたカートン５は案内レール３２ａ
に沿って搬送される。

案内レール３２ａで形成されるカートン５の搬送路に沿
って順に、カートン５を受台３１に装着する装着ステー
ション３５と、カートン５の上部を仮折りする仮折りス
テーション３７と、カートンの小孔８に口栓９を装着す
る口栓装着ステーション３９と、口栓９をカートン５に
溶着する溶着ステーション４１とが配置されている。更
に搬送路の下流側には、カートン５内に所定量の被充填
物を注入する充填ステーション４３と、上部７の所定箇
所を加熱する加熱ステーション４５と、上部７を密封す
るシールステーション４７とが配置され、排出ステーシ
ョン４９から完成したカートン５が排出される。

下部テーブル３２が装着ステーション３５で停止すると
、上部テーブル２２の取り出し位置Ｅで停止したマンド
レル２１から通常の爪機構等によりカートン５が抜き出
され、受台３１に装置される。

仮折りステーション３７に配置される仮折り装置３６は
、エアーシリンダ等の適宜の駆動手段により上下動され
るフレーム３６ａを有する。このフレーム３６ａの下端
には、カートン５の口栓９に隣接する側面部を内方に折
り込む一対の三角形状の折り込み板３６ｂが枢着されて
いる。これらの折り込み板３６ｂは適宜のリンクを介し
て駆動手段に接続されており、フレーム３６が下降され
ると内方に倒れる。

したがって、カートン５が仮折りステーション３７で停
止されると、フレーム３６ａがこのカートン５上に下降
される。カートン５の上部の対向する側壁は折り込み板
３６ｂにより両側から内方に折り込まれ、カートン上部
が屋根状に仮折りされる。このように仮折りされたカー
トン５は、その弾性で徐々に元の形状に復帰しつつ口栓
装着ステーション３９に搬送される。

口栓装着ステーション３９では、通常の口栓装着装置に
よりカートンの小孔８にこの内方から口栓９が挿入され
る。この口栓９は第３図に示すよう（こ円筒状の小径本
体部を小孔８を介して外方に突出させ、大径の円板状接
着部をカートンに接着するもので、合成樹脂で形成され
ている。この口栓９は小径の本体部に隣接する接着部の
面がカートンの内面に超音波接着される通称肉付は式と
なっている。なお、この口栓９はカートン５の外面に接
着する外付は式とすることも可能である。

溶着ステーション４１には通常の超音波溶着装！！４２
が配置されている。この超音波溶着装置４２はカートン
５内に挿入されて口栓９を内側から支えるアンビル４２
ａと、口栓を高速振動させる超音波振動ホーン４２ｂと
を有する。溶着ステーション４１に受は台３１が停止す
ると、アンビル４２ａがカートンの上部開口から挿入さ
れ、超音波振動ホーン４２ｂはアンビル４２ａに向けて
移動する。これにより、超音波振動ホーン４２ｂの先端
がカートン５に装着された口栓９に嵌合され、この口栓
９を振動させる。この高速振動により発生する摩擦熱で
カートン５の内面の樹脂層と口栓９とが溶融し、この口
栓９とカートン５とが接着される。

この超音波溶着装置３５による口栓４の振動で、カート
ン５の内部に残留する虞れのある紙屑等の異物及び臭い
等を除去するため、清浄装置をこの溶着ステーション４
１に配置してもよい。この清浄装置は例えば無菌空気を
噴出するブローパイプと真空圧源に連通ずるリードパイ
プとからなる二重管に形成し、この二重管をアンビル４
２ａ内に挿通することにより形成してもよい。

上記口栓装着ステーション３９で口栓９を装着されたカ
ートン５が溶着ステーション２６で停止すると、このカ
ートン５内にアンビル４２ａが挿入され、超音波振動ホ
ーン４２ｂがカートン５に向けて移動され、その先端部
に口栓４が嵌合される。そして、この超音波振動ホーン
４２ｂが作動されると、アンビル３６で支えられた口栓
４は高速で振動され、カートン５内面との摩擦で発生す
る熱により双方の接触部が部分的に溶融し、互いに接着
される。

更に、このアンビル４２ａ内に清浄装置が設けられてい
る場合には、アンビル４２ａがカートン５内に挿入され
ると、ブローパイプからカートン５の内面に向けて無菌
空気が噴出され、カートン内面に付着した異物がこの噴
出空気で舞い上げられる。これらの異物は、樹脂材料の
臭いと共に真空圧源に連通ずるリードパイプで吸引され
る。このブローパイプ及びリードバイブによるカートン
５内の清浄工程は、適宜の弁機構により、アンビル４２
ａの下降工程及び上昇工程のいずれか一方あるいは双方
の工程で行うことができる。

カートン５は、次ぎに充填ステーション４３に移動され
る。

第３図に示すように、充填ステーション４３には被充填
物を収容するタンク４４が充填装置として配置されてい
る。このタンク４４からは充填パイプ４４ａが延設され
ており、カートン５の停止中にこの充填パイプから所要
量の被充填物が充填される。

所要量の被充填物を充填されたカートンは加熱ステーシ
ョン４５を経てシールステーション４７に送られる。

加熱ステーション４５に配置された加熱装置４６はカー
トン５の内部に挿入され、その周部から熱風を噴出する
加熱部を有し、カートン５内面の樹脂層を加熱する。

シールステーション４７には、カートン５の上部を屋根
状に密閉するシール装置４８が配置されている。このシ
ール装置５０はカートン５の上端を圧接する一対のクラ
ンプ板４８ｂと、カートン上部の口栓に隣接する側面を
内方に押圧する一対の爪部材４８ａとを備え、このシー
ル装置４８がカートン５上に下降されると、爪部材４８
ａがカートン５の上部の側壁を内方に押圧しつつ、これ
と同時にクランプ板４８ｂが上端部を互いに強固に圧接
するようになっている。このため、上部を屋根状に仮折
りされ、更に加熱されたカートン５はこのシールステー
ション２９で完全に密閉される。被充填物が内部に完全
に封入された後、カートン５は排出ステーション４９か
ら搬出される。

第１図には、包装容器として完成されたカートン５を保
持する支持テーブル５０と、下部テーブル３２からカー
トン５を取り出す吸盤装置５１とが図式的に示されてい
る。

上記充填シール装置１０により酒あるいはジュース等の
飲料を充填する場合には、上段の底部成型部２０に配置
された上部テーブル２２のマンドレル２１に１つづつカ
ートン５が装着される。第２図に示すように上部テーブ
ル２２が間欠的に回転し、加熱位置Ｂと折込み位置Ｃと
プレス位置りとを介して搬送される間に、カートン５の
底部が平坦に折り曲げられ、シールされる。底部を成型
されたカートン５は底部成型部２０の取出し位置Ｅで、
通常の爪機構等によりマンドレル１２ａから下段の充填
シール部２０に送られる。

第３図に示すように、充填シール部３０の装着ステーシ
ョン３５で、カートン５は上部開口を上にして受台２１
に装着され、案内レール２２で底部を支えられつつ下部
テーブル３２により間欠的に回転される。仮折りステー
ション３７を経たカートン５は口栓装着ステーション３
９で口栓９を小孔８に装着された後、溶着ステーション
２６の達する。溶着装置４２のアンビル４２ａが下降さ
れ、この内部の配置されたリードバイブ及びブローパイ
プによりカートン内の異物及び臭いが除去されると共に
、超音波振動ホーン４２ｂにより口栓９がカートン５の
内面に溶着される。

この後、充填ステーション４３で所要量の飲料が充填さ
れ、シールステーション４７で上部開口がシールされ、
排出ステーション４９から支持テーブル５０に送られる
。

この充填シール装置１０は、底部成型部２０と充填シー
ル部３０とが共に円形のカートン搬送路を有しかつ上下
段に配置されるため、極めてコンパクトな構造となり、
狭い場所にも設置することができ、その監視も容易とな
る。更に、底部成形部２０及び充填シール部３０の上部
テーブル２２及び下部テーブル３２が同じ駆動軸１６で
駆動されるため、極めて簡単な駆動機構でよく、安値に
製造できる。

［発明の効果コ 以上明らかなように、本発明の充填シール装置によれば
、包装容器の底部成型部と包装容器に所用の被充填物を
充填しかつ包装容器を密閉する充填シール部とが上下に
配置されてるため、極めてコンパクトな構造で極めて効
率よく包装容器を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による充填シール装置の全体構
造を示す正面図、第２図は第１図の充填シール装置の底
部成型部の作動説明図、第３図は第１図の充填シール装
置の充填シール部の作動説明図である。 ５・・・カートン、６・・・底部、７・・・上部、８・
・・小孔、９・・・口栓、１０・・・充填シール装置、
１２・・・基部、１４・・・フレーム、１６・・・駆動
軸、２０・・・底部成型部、２１・・・マンドレル、２
２・・・上部テーブル、２４・・・底部加熱装置、２６
・・・底部折り込み装置、２８・・・底部プレス装置、
３０・・・充填シール部、３１・・・受台、３２・・・
下部テーブル、４２・・・口栓溶着装置、４４・・・充
填装置、４８・・・シール装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端の開口した包装容器が装着される複数のマン
   ドレルを有し、上下方向に延設した駆動軸で間欠的に回
   転される上部テーブルと、この上部テーブルの回転方向
   に沿って順に配置され、マンドレルに装着された包装容
   器の一端を加熱する底部加熱装置と、所定の折り曲げ線
   に沿って包装容器の一端を折り込む底部折り込み装置と
   、この折り込まれた一端を密閉する底部プレス装置と、
   底部を密閉された包装容器を載置し、前記駆動軸により
   上部テーブルの下側で間欠的に回転される下部テーブル
   と、この下部テーブルの回転方向に沿って順に配置され
   、包装容器側壁の小孔に装着された口栓をこの包装容器
   に溶着する口栓溶着装置と、口栓を溶着された包装容器
   に所定量の被充填物を充填する充填装置と、被充填物を
   充填された包装容器を密閉するシール装置とを備える充
   填シール装置。
2. （２）前記口栓溶着装置は、前記小孔を介して包装容器
   の外側に突出される本体部を振動する超音波振動ホーン
   と、包装容器の上部から挿入され、この小孔よりも大径
   の接着部を内側から支える中空支持部材とを有し、前記
   超音波振動ホーンの振動により、接着部の本体側の面が
   包装容器の内面に溶着される請求項１記載の充填シール
   装置。
3. （３）間欠的に回転する上部テーブルのマンドレルに両
   端が開口した包装容器を装着し、この上部テーブルの回
   転方向に沿って順に配置した底部加熱装置と底部折り込
   み装置と底部プレス装置とにより、上部テーブルの回転
   中に包装容器の底部を密閉し、この底部を密閉した包装
   容器を前記上部テーブルと共に回転する下部テーブルの
   容器受台に装着し、この下部テーブルの周部に配置され
   た口栓装着装置と口栓溶着装置と充填装置とシール装置
   とにより、この下部テーブルが１回転する間に、包装容
   器側壁の小孔に口栓を装着し、この口栓を包装容器に液
   密に溶着し、所定量の被充填物を充填し、この被充填物
   を充填された包装容器の上部を密閉することを特徴とす
   る包装容器の密封充填方法。