(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の移動物体（５２）に１枚ずつラベルを貼り付けるラベリング装置（３８）であって、
先行する第１のラベル（１０，２６，４４，５８）と、該第１のラベルに隣接する後続の第２のラベル（１０，２６，４４，６８）を同時に保持すると共に、該第１及び第２のラベルを移送するラベル送り機構（４０）と、
少なくとも１つのノズル（１４４）を含むと共に、前記ラベル送り機構に面し、周期的に接着剤を吐出する非接触接着剤塗布器（４２）と、を備え、
前記非接触接着剤塗布器の前記ノズルは、
前記第１のラベルの後縁部（１６，４４ｂ，５６）に、後縁（１２，３０，４４ｃ，６２）から離れた第１の接着剤のパターン（１８，２０，２２，２８，５４）を形成するための、第１の列のオリフィス（１４６ａ）と、
前記第２のラベルの前縁部（４４ａ，６６）に、前縁（３４，４４ｃ，６２）から離れた第２の接着剤のパターン（３２，６４）を形成するための、第２の列のオリフィス（１４６ｂ）と、を有し、
前記非接触接着剤塗布器は、前記第１の接着剤のパターンと前記第２の接着剤のパターンを同時に塗布する、ラベリング装置。
【請求項２】
前記ラベル送り機構は、
（ａ）ロール供給ラベリング機構（４８）、
（ｂ）マガジン供給ラベリング機構（１２２）
の一方を含む、請求項１に記載のラベリング装置。
【請求項３】
前記非接触接着剤塗布器は、９ミリ秒未満のサイクルタイムを有する、請求項１に記載のラベリング装置。
【請求項４】
前記非接触接着剤塗布器は、１分間に少なくとも８００枚のラベルに接着剤を塗布する、請求項１に記載のラベリング装置。
【請求項５】
前記非接触接着剤塗布器は、前記第１及び第２の列のオリフィスをそれぞれが有する複数のノズルを含む、請求項１に記載のラベリング装置。
【請求項６】
前記ノズルの前記第１及び第２の列のオリフィスは、密接した接着剤フィラメントパターンの列を形成するために接着剤のフィラメントを吐出するように直線状に配列及び構成される、請求項１に記載のラベリング装置。
【請求項７】
ラベル送り機構（４０）に面して周期的に接着剤を吐出する接着剤塗布器（４２）によって個々のラベルに前記接着剤を塗布する塗布方法であって、
前記ラベル送り機構によって、先行する第１のラベル（１０，２６，４４，５８）と、前記第１のラベルに隣接する後続の第２のラベル（１０，２６，４４，６８）を同時に保持し、
前記第１のラベルの後縁部（１６，４４ｂ，５６）に第１の接着剤のパターン（１８，２０，２２，２８，５４）を形成するように、後縁（１２，３０，４４ｃ，６２）から離れた複数の場所に、前記接着剤塗布器の第１の列のオリフィス（１４６ａ）から前記接着剤を塗布し、
前記第２のラベルの前縁部（４４ａ，６６）に第２の接着剤のパターン（３２，６４）を形成するように、前縁（３４，４４ｃ，６２）から離れた複数の場所に、前記接着剤塗布器の第２の列のオリフィス（１４６ｂ）から前記接着剤を塗布し、
前記第１の接着剤のパターンと前記第２の接着剤のパターンは同時に塗布される、塗布方法。
【請求項８】
前記複数の場所に塗布される前記接着剤は、合体して接着剤コーティング（２０）を形成する、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記接着剤は、線、螺旋、正弦曲線、ω字形、鋸歯状、又は往復の形態の１つでビーズ又はフィラメントとして前記複数の場所に分配される、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記第１のラベルの前記後縁と該第１のラベルの隣接する縁との間に形成される角（２４）へも前記接着剤を分配する、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項１１】
１分間に８００枚を超える速度による、複数のラベルへのそれぞれの前記第１及び第２の接着剤のパターンの塗布を、さらに含む、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記接着剤は、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径を有する重複螺旋（２２）の状態に分配される、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項１３】
前記接着剤は、０．００２〜０．０２グラム／ｃｍ２の範囲の塗布量で分配される、請求項７に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記接着剤の塗布は、前記接着剤の噴霧である、請求項７に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、容器又は他の製品若しくは製品パッケージ等の物体へのラベルの貼り付けに関する。
【０００２】
［相互参照］
本願は、２００６年６月２３日に出願された出願第１１／４２６，０７４号（米国特許第７，７７１，５５６号）、２００５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６９６，４８３号及び２００５年１１月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／７３９，０５２号に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
ラベルにはいくつものサイズ又は形状があり得るが、概して２つの範疇に分かれ得る。一方の範疇は、ラベルの前縁が最初に接着剤によって任意の形状の容器又は他の製品若しくは製品パッケージ等の３次元物体に仮止めされる、ラップアラウンドラベルである。ラベルは、続いてラベルの後縁がラベル自体に重なって接着固定されるように物体に巻き付けられる。他方の範疇は、ラベルの前縁及び後縁の両方が物体に直接貼着されるラベル用途を包含する。
【０００４】
概して、接着剤は、ホイールコータによってラベルに塗布されてきた。ホイールコータは、接着剤を保持するための開いた槽を収容している。回転ホイールが接着剤コーティングを受け取り、接着剤コーティングは順に、接触動作でラベルに転写される。通常、高速生産工程時に、ボトル、缶、又は他のタイプの容器若しくは物体等の容器がコンベヤに沿って移動し、紙製又はプラスチック製のラベルが容器又は物体の外面に固定される。例えば、多くの生産ラインは、１分間に２５０〜１４００回のラベル貼り付け動作で稼動する。
【０００５】
ホイールコータを用いてラベル又は容器等の３次元物体に接着剤を塗布することに関連して、いくつかの課題が残っている。例えば、接着剤の槽が外部源からの汚染並びに焦げ（char）及び硬化による汚染を被りやすいため、ホイールコータのライン速度上昇には制限があり得る。さらに、容器又は物体の輪郭のわずかな変化がラベルの不適切なコーティングにつながることで、接着力又は外観が許容できないものになり得る。したがって、ホイールコータは、凹条及び凸条のある容器又はボトルに接着剤を塗布するのには特に適していない。ホイールコータは、保守の必要性の高い構成部品であることが多いため、多くのダウンタイム及び費用を要する。ホイールコータは、接着剤の転写を基材との接触に依存するため、ホイールの正確な位置合わせが必要である。ラベルを担持する真空ホイールの表面が磨耗するか、又は関連の構成部品の位置ずれが１つでも生じると、ラベリング工程の効率が悪影響を受ける。その結果、場合によっては頻繁な構成部品の保守又は調整が必要とされ得る。最後に、ホイールコータによって塗布される接着剤の量は、広い動作範囲にわたって容易に又は正確に調整することができない。このタイプの調整能力は、例えば、生産ライン速度が変化しても一定の接着剤塗布量の塗布を確実にするために重要であり得る。
【０００６】
ラベリング装置には、いくつかの異なる形態のものがあり得るが、切断・積重ラベリング装置及びロール供給ラベリング装置として、２つの異なる形態が知られている。後者のタイプは、リール供給装置とも呼ばれる場合もある。これらの場合のそれぞれにおいて、接着剤は、ラベルに、又は物体若しくは容器に、又は両方に塗布される。ラベルは、切断され積み重ねられたラベルのマガジンフィーダ等のラベル送り機構から、又はラベルをリール若しくはロールから取って負圧で保持する真空ホイールから取り外される。ロール供給装置内のラベルは、真空ホイールに渡される前又は真空ホイール上にある間に、互いに切り離され得る。ホイールコータは、切断・積重ラベリング工程及びロール供給ラベリング工程の両方に従来用いられてきた。リール供給ラベリングに関するさらなる情報は、２００３年７月付けのKrones AGによる「Krones Contiroll Reel-Fed Labeling」で見ることができ、その開示は全体が参照により本明細書に明確に援用される。さらに、ラップアラウンドラベリングに関するさらなる情報は、２００１年６月付けのKrones AGによる「Krones Canmatic Wrap-Around Labeling」で見ることができる。
【０００７】
ボトル又は容器へのラベルの固定は、例えば、製品のパッケージング又は充填工程後の輸送、貯蔵、及び使用中に容器又はボトルに生じることになる可能性のあるさまざまな状態にラベルが耐えることができるような品質でなければならない。例えば、炭酸飲料のボトルの場合、ラベルは、飲料の炭酸化によるボトルの膨張、及び例えば製品の温度が大きく変わる可能性のある輸送工程中及び貯蔵工程中のさらなる膨張及び収縮に耐えなければならない。さらに、同じく重要なことだが、ラベルは見た目も美しくなければならない。これは、ラベルの露出した縁において、角が折れやすかったり、捲れたり、接着剤が露出したり、ラベルの下に大量の接着剤の塊が形成されたりしてはならないことを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
接着剤の塗布を非接触様式で、さらに保守の必要性が低く、優れた接着剤塗布範囲であると同時にラベルを容器に強力に付着させるのに必要最小限の量の接着剤を用いて行うことができる、ラベル又は容器、又はこれら両方に接着剤を塗布する方法が必要である。さらに、塗布される接着剤の量の制御性を高める必要がある。ホイールシステムで必要であるような分配システムの頻繁な調整を減らすか又はなくすこと、及びホイールコータシステムでは不可能である精度を提供する能力も必要である。より速い速度でラベルを付着させるために、且つ広範囲にわたる接着剤塗布量の調整を可能にするシステム及び方法を提供するために、処理量を増やすことも必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
包括的には、本発明は、コンベヤに沿って移動する個々の３次元物体に１枚ずつラベルを貼り付けるラベリング装置を提供する。本装置は、複数のラベルを保持するように構成されると共にコンベヤに隣接してラベルのそれぞれを送るように動作可能なラベル送り機構を含む。本発明は、少なくとも１つのノズルを含む非接触接着剤塗布器（以下、「塗布器」を「アプリケータ」という）も提供する。本発明の一態様では、ノズルは、複数の個々の接着剤吐出オリフィスを含み得る。ノズルは、ラベルのそれぞれを物体に接着することができるように接着剤をオリフィスからラベル又は物体に吐出するように位置決め及び配置される。３次元物体は、例えば、ボトル等の容器、又は他の製品若しくは製品パッケージを含み得る。
【００１０】
ラベル送り機構は、ロール供給ラベリング機構若しくはリール供給ラベリング機構、又はマガジン供給ラベリング機構、及びさまざまないわゆるインラインラベリング機等、さまざまなタイプのものであり得る。接着剤スプレーアプリケータは、さまざまな設計のものであり得るが、１つの有利な設計は、約９ミリ秒未満のサイクルタイムを有し、且つアプリケータの停止時に接着剤の残留量を吐出オリフィスに引き戻す機構を有する。接着剤は、オリフィスから離れるにつれて広がるパターンを形成するフィラメントの形態を含む、さまざまなパターンで吐出され得る。このタイプのパターンは、螺旋（以下、「渦巻」という）パターン、正弦曲線型パターン、ω字形パターン、ジグザグパターン等のような、概して往復パターンと呼ばれ得る。スプレーアプリケータは、接着すべきラベルの寸法に応じて複数のノズルを含み得る。各ノズル及び同じアプリケータに取り付けられた隣接するノズルの複数のオリフィスは、密接した接着剤フィラメントパターンの列を形成するために接着剤のフィラメントを吐出するように直線状に配列及び構成され得る。
【００１１】
別の態様では、本発明は、包括的には、コンベヤに沿って移動する個々の物体に１枚ずつラベルを貼り付けるラベリング装置を提供する。ラベルはそれぞれ、前縁部及び後縁部を有し、物体はそれぞれ、ラベルの前縁部に対応する部分を有する。本装置は概して、複数のラベルを保持するように構成されると共にコンベヤに隣接してラベルのそれぞれを送るように動作可能なラベル送り機構を含む。非接触接着剤アプリケータが、複数の個々の接着剤吐出オリフィスを有する少なくとも１つのノズルを含む。ノズルは、接着剤をオリフィスから各ラベルの前縁部又は物体のうち各ラベルの前縁部に対応する部分に吐出するように位置決め及び配置される。接触接着剤アプリケータが、ラベルのそれぞれを物体に接着することができるように接着剤を各ラベルの後縁部に吐出するように位置決め及び配置される。接触接着剤アプリケータは、例えばスロットガン（ノードソンコーポレーション製「スロットガン」）であり得る。
【００１２】
別の態様では、基材への接着剤の非接触塗布用のノズルが提供される。ノズルは、ノズル体と、ノズル体の第１の列に配置される第１の複数の接着剤分配オリフィスとを含む。第１の複数の空気吐出オリフィス（以下、「空気」を「プロセス空気」ともいう）が、第１の複数の接着剤分配オリフィスのそれぞれと関連付けられ、且つ吐出されたプロセス空気が第１の複数の接着剤分配オリフィスから吐出される接着剤フィラメントを概ね往復パターンで移動させるように構成される。第２の複数の接着剤分配オリフィスが、ノズル体の第１の列と並んだ第２の列に配置される。第２の複数のプロセス空気吐出オリフィスが、第２の複数の接着剤分配オリフィスのそれぞれと関連付けられる。第２の複数のプロセス空気吐出オリフィスは、吐出されたプロセス空気が第２の複数の接着剤分配オリフィスから吐出される接着剤フィラメントを概ね往復パターンで移動させるように構成される。
【００１３】
本発明の概念による１つの方法は、第１のラベルから離れた複数のオリフィスから接着剤を分配すること、及び複数の離間した場所で接着剤をラベルと接触させることを含み、各場所が、接着剤のパターンと第１のラベルの第１の縁との間の空間に接着剤がないような接着剤のパターンを形成するために、第１のラベルの第１の縁から離れている、ラベルへの接着剤塗布に関する。
【００１４】
本発明による、個々の３次元物体に１枚ずつラベルを接着する別の方法は、コンベヤに沿って個々の物体を移動させること、コンベヤに隣接してラベルを位置決めすること、非接触接着剤アプリケータのノズルの複数のオリフィスからラベル又は物体に接着剤を間欠的に噴霧すること、及び１枚ずつのラベルを個々の物体に接着することを含み得る。非接触接着剤アプリケータの使用に関する上記の装置及び方法は、さまざまな組み合わせで、スロットガン等の接触アプリケータと共に用いてもよい。
【００１５】
本発明のさまざまなさらなる利点、目的、及び特徴は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明を添付図面と共に読めば当業者には明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図４は、概して、本発明のさまざまな態様に従って非接触様式で、例えばさらに後述する装置を用いてラベル１０に塗布することができる、接着剤パターンのいくつかの例を示す。以下では、ラベル１０は、容器に貼り付ける方法及び装置に関連して説明されるが、ラベルをいかなる所望の物体に貼り付けてもよいことを理解されたい。本明細書では、複数のラベル１０をラベルストックと呼ぶ場合がある。例えば、図１に示すように、非接触様式で塗布される接着剤は、ラベル１０の縁１２から距離「ｄ」だけ離れていることが好ましい。距離「ｄ」は、例えば、ラベル１０が容器に貼り付けられるときに接着剤がはみ出して露出することを防ぐように選択され得る。さらに、接着剤は、ラベル１０の縁領域１６に近い全接着剤パターン区域１４内に塗布されることが好ましい。したがって、外観が矩形であるか又は少なくとも縁領域１６が矩形に近いラベルの場合、パターン区域１４は、長さ「Ｌ」及び幅「Ｗ」を有する矩形でもあり得る。接着剤は、区域１４にわたって連続した塗布範囲を提供するように塗布されてもよく、又は或るパターンを含むように塗布されてもよい。区域１４は、パターン区域１４の長さ「Ｌ」及び幅「Ｗ」に沿って塗布された接着剤フィラメントそれぞれの外側境界によって画定される。ビーズ、ドット、フィラメント、若しくはそれらの組み合わせ、又は任意の他の接着剤パターンを含む、さまざまな接着剤パターンを塗布することができる。接着剤は、ラベル１０が容器に貼り付けられた後で消費者が見てすぐ分かるか又は触ってすぐ分かる凹凸をなくすようにかなり均一に分配されることが好ましい。
【００１７】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、一実施形態では、離間した接着剤ビーズ１８が非接触様式でラベル１０に分配される。ビーズ１８は、容器への付着前にビーズとして残っていてもよく、又は容器への貼り付け前又は貼り付け後に互いに合体して、全体的な接着剤コーティング２０はもちろん、細長い接着剤ストリップを作り出してもよい。概して、接着剤コーティング２０は、均一になり、接触スロットガン又はホイールコータから得られるものとして通常見られる接着剤ストリップに似たものになる。
【００１８】
別の実施形態では、図３に示すように、接着剤の複数の連続したビーズ又はフィラメント２２が、ラベル１０の区域１４内に分配される。接着剤の渦巻は、接着剤がラベルの角に容易に接着することができるようなサイズであることが好ましい。このためには、大きな開放パターンの渦巻（すなわち、渦巻直径が大きな渦巻）だと、概してラベル１０の縁が剥がれたり角が折れたりするため、このような渦巻ではラベル１０の角領域２４が接着剤で十分に覆われない。これらの重要な領域では、渦巻の直径を小さくするほど良好な接着剤塗布範囲が得られることが分かっている。さらに、いくつかの大きな渦巻ではなく複数の小さな渦巻ビーズ２２にするほど均一なコーティングが得られることにより、大きな開放渦巻パターンに関連する大きな凹凸がなくなることが分かっている。例えば、渦巻又は他のパターンの幅「ｗ」は、１０ｍｍ未満、より詳細には、約５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内であり得る。
【００１９】
ラップアラウンドラベルの場合、ラベルの前縁（すなわち、容器に最初に接触する縁）の外観要件は後縁の外観要件と同じではない。前縁は、容器の所定位置に仮止め又は保持される必要がある。したがって、縁剥がれ又は角折れに関する懸念は、ラベル自体が前縁部に巻き付いて前縁部を覆うため問題ではない。ラップアラウンドラベルの前縁用途では、より少ない接着剤を用いることができ、より大きく開放したパターンを用いることができる。したがって、ラベルの前縁のパターンは、後縁のパターンとは異なり得る。例えば、図４を参照すると、ラップアラウンドラベル２６は、容器に貼り付けられたときに高品質の見た目が美しいシールを作り出すために後縁３０から離れた複数の微細な渦巻ビーズ２８を有し得る。ラベル２６は、仮止め工程のために前縁３４から離れた少数の大きな開放渦巻接着剤ビーズ又はフィラメント３２も有し得る。この場合も、図示以外の接着剤パターンを代わりに用いることができる。
【００２０】
用いられ得る接着剤ビーズ又はフィラメントの他のパターンとしては、限定はされないが、直線、複数の概ね正弦曲線状のパターン、ω字形パターン、又は鋸歯パターンが挙げられる。これら又は上記のパターンが用いられる場合、塗布される接着剤の量は、「透視（read through）」を防止するのに十分なほど薄い（すなわち、接着剤がラベルの外側から見えにくい）ことが好ましい。渦巻、正弦曲線、ω字形、鋸歯、又は同様のパターンタイプは、本明細書では概ね往復のパターンと呼ばれる。
【００２１】
図５及び図７〜図１０は、上述のさまざまな接着剤パターンを作り出すために用いられ得るいくつかの異なるラベリング装置を示す。例えば、図５は、ラベル送り機構４０及び１つ又は複数の非接触分配ガン４２を備えるラベリング装置３８を示す。ラベル送り機構４０は、複数のラベル４４を保持するように構成され、ボトル又は容器５２が載せられたカルーセル５０等のコンベヤに個々のラベル４４を送るように動作可能である。図５に示す実施形態では、ラベル４４が送り機構４０の真空ホイール４６に保持されると、分配ガン４２を用いてラベル４４に接着剤が塗布される。ガン４２は、各ラベル４４の前縁部４４ａ及び後縁部４４ｂの両方に接着剤を塗布する。より具体的には、ガン４２は、１つのラベルの後縁部４４ｂに複数の接着剤パターンを塗布するように反復してオンオフされ、続いて即座に、真空ホイール４６上で上流に位置するすぐ隣接するラベル４４の前縁部４４ａに複数の接着剤パターンを塗布するように再び反復してオンオフされる。ラベル４４は、真空ホイール４６上にある間にロール４８から切断されることにより、隣接するラベル間に継目４４ｃを形成し得る。接着剤ガン４２のサイクルタイムは、約９ミリ秒未満、好ましくは約５ミリ秒〜約９ミリ秒、より好ましくは約５ミリ秒未満であり得る。したがって、ガン４２の高速間欠動作は、隣接するラベル４４間の継目４４ｃに又は後で継目４４ｃになる線に接着剤が塗布されないようにしながらも、高速の生産ライン速度（すなわち、ホイール４６の周りのラベル４４の移動）を可能にする。例えば、ラベルは、１分間に８００枚を超える速度、より好ましくは１分間に１０００枚を超える速度で容器５２に貼り付けられ得る。リール供給機の速度は、分配ガンサイクルタイム要件につながるいくつかの変数を特徴とし得る。例えば、ガンサイクルタイムは、ガンの取り付け場所、生産率、容器の直径、カルーセルホイール上の容器の数又は（特にホイールを用いないインライン機械上の）容器間のピッチ、真空ホイールの直径、及び真空ホイール上のラベルの数の関数となる。生産率は、２５０〜１４００枚／分に及び得るか、又はそれよりも多い場合もある。真空ホイール直径は、約３００ｍｍ〜１ｍに及び得る。接着剤ガンの位置及び上記の範囲から、２ｍｓ〜１０ｍｓ以上の範囲のガンのオン／オフサイクルが得られる。
【００２２】
接着剤が切断接合部すなわち継目４４ｃに隣接してラベル４４に塗布されると常に、接着剤は、切断接合部４４ｃ自体の上ではなく切断接合部４４ｃの片側又は両側に塗布され得ることが有利である。すなわち、接着剤は、継目４４ｃから距離「ｄ」（図１）だけ離れた区域に塗布され得る。この距離は、例えば、ラベル４４が容器５２に貼り付けられるときに接着剤がはみ出して露出することを防ぐように選択され得る。これにより、例えば接着剤が真空ホイール４６に接触したときに生じる可能性のあるさまざまな汚染に関する課題及び問題が回避される。本発明のこの態様は、真空ホイール４６に一体化されたカッター又はレザーがある場合に接着剤がこれに接触したときに生じる汚染を防止するのにも役立つ。
【００２３】
ガン４２が接着剤を塗布した後、ラベルは続いて、回転カルーセル５０に載せられたボトル又は容器５２に貼り付けられる。カルーセル５０は、接着剤の塗布後にボトル５２がラベル４４と接触するように真空ホイール４６に対して位置決めされる。ラベル４４の貼り付けを容易にするために、ボトル５２は、真空ホイール４６とは逆の方向に回転し得る。カルーセルの代わりに、さまざまなインラインコンベヤ等の他のタイプの搬送装置を用いることができることを理解されたい。
【００２４】
図６を参照すると、ロール供給ラベリング工程（図５に示すもの等）において、ラベル５８がロール６０から切断される前又は切断された後に、接着剤５４がラベルの後縁５６に非接触様式で塗布され得る。切断線は、参照符号６２で全体的に示される。接着剤６４も、次の隣接するラベル６８の前縁６６に塗布され得る。切断線６２の両側の接着剤５４及び６４の分配は、第１のラベル５８がロール６０から切断される前に行われてもよく、又は切断工程後に行われてもよい。接着剤５４及び６４の分配は、２つの異なる分配ガンから行われてもよく、又は複数のオリフィスを有する１つのガンから行われてもよい。
【００２５】
図７は、各ボトル５２の外面のうち各ラベル４４の前縁部４４ａ及び後縁部４４ｂに対応してこれらと接触する区域に接着剤をそれぞれ塗布するために、非接触分配ガン４２ａ及び４２ｂがカルーセル５０に隣接して別個に用いられる、別のラベリング装置７０を示す。このタイプの装置は、非ラップアラウンドラベリング工程で用いられる。
【００２６】
図８は、各ボトル５２の外面のうち各ラベル４４の前縁部４４ａに対応してこれと接触する区域に接着剤を塗布するために、第１の非接触分配ガン４２ａがカルーセル５０の外部に隣接して位置付けられる、別のラベリング装置８０を示す。第２の非接触分配ガン又は接触スロットガン４２ｂが、真空ホイール４６に隣接して取り付けられ、各ラベル４４の後縁部４４ｂに接着剤を塗布するためにラベル４４に向かって枢動し得る。接触スロットガンが用いられる場合、必要であれば、ラベル材料の熱変形を回避するために接着剤の塗布後ごとにスロットガンをラベル４４から離反枢動させてもよい。ガン４２ｂを真空ドラムすなわち真空ホイール４６上のラベル４４の後縁部４４ｂに向かって枢動させる代わりに、真空ドラム４６上の後縁真空プレート（図示せず）又は他の構造がラベル４４の後縁部４４ｂを固定スロットガン４２ｂに向けて移動させてもよい。この代替例は、スロットガンを利用する任意の他の実施形態でも実施することができる。
【００２７】
ホイールコータを用いたロール供給ラベリング機から出ると、各容器又はボトル５２につき１つのサーボモータが機械に設けられている場合でも、容器５２はカルーセル５０と同じ方向に概して回転する。図８に示すような非接触スプレーガン４２ａが接着剤ホイールコータの代わりに用いられる場合、ボトルをカルーセルの回転と逆の方向に回転させてもよい。このようにすると、ボトルの相対周速度を低下させることができ、より良好な接着剤スプレーパターンを塗布することができる。接着剤スプレーパターンの塗布後、ボトルの回転を制御するサーボモータの速度を続いて上昇させて、ボトル５２上のスプレーパターンと真空ドラム４６から出るラベル４４の前縁部４４ａとの正確な一致すなわち同期を確保する。当然ながら、この概念は、所望又は必要に応じて他の実施形態に適用してもよい。
【００２８】
図９は、ボトル５２が真空ホイール４６に直接隣接して移動するときに貼り付けられるラベル４４の前縁部４４ａに接着剤を塗布するために、第１の非接触分配ガン４２ａが真空ホイール４６に隣接して取り付けられる、別のラベリング装置９０を示す。ボトル又は容器５２の外面のうち各ボトル５２に貼り付けられているラベル４４の後縁部４４ｂに対応してこれと接触することになる区域に接着剤を向けることができるように、第２の非接触又は接触分配ガン４２ｂがカルーセル５０の円周内に取り付けられる。ガン４２ｂが接触ガンである場合、ラベル４４の熱変形を回避するために接着剤分配工程後ごとにガン４２ｂをラベル４４から離反枢動させてもよい。したがって、ボトル又は容器５２を別個の駆動機構によって回転させる場合、接着剤が第２の非接触分配ガン又はスロットガン４２ｂによって塗布されているときにボトル５２を低速で回転させることができる。
【００２９】
図１０は、各ラベル４４の前縁部４４ａ及び後縁部４４ｂに接着剤パターンをそれぞれ塗布するために、２つの接着剤アプリケータガン４２ａ、４２ｂが真空ホイール４６に隣接して取り付けられる、別のラベリング装置１１０を示す。各ラベル４４の後縁部４４ｂが、非接触接着剤アプリケータ又は接触スロットガン４２ｂから接着剤を受け取る間に、各ラベル４４の前縁部４４ａは、非接触接着剤アプリケータガン４２ａから接着剤パターンを受け取る。スロットガンが用いられる場合、ラベル材料の熱変形を回避するために接着剤塗布後ごとにスロットガンをラベル４４から離反枢動させることが好ましい。
【００３０】
図１１は、代表的な一連のフィラメントパターン１１０が塗布されたボトル又は容器５２のうちの２つを示す。図示のように、これらのフィラメントパターン１１０は、ラベル４４自体の前縁部４４ａ及び後縁部４４ｂ、又は容器５２の外面のうちラベル４４を受け取る区域の対応する前縁部及び後縁部、又はこれらの場所の組み合わせに沿って、基本的に一連の直線状パターンを一列で形成する。複数の接着剤パターン１１０は、この例では渦巻パターンとして図示されているが、ノズルの吐出オリフィスに対する基材への飛行中におけるフィラメントの移動から得られる他のフィラメントパターンを含む、他のパターンが用いられてもよい。このような移動は、渦巻パターン、概ね正弦曲線状のパターン、ω字形パターン、鋸歯、又は直線状のビーズ若しくはフィラメントパターンが作り出すよりも広い塗布範囲面積を作り出す他のフィラメントパターンを含む、概ね往復のパターンを含み得る。好ましくは、パターンは、ラベル４４がボトル又は容器５２に貼り付けられるときに所望の区域（例えば、図１の区域１４）にわたって適切な塗布量を得るように塗布される。例えば、上述の構成を用いて、個々の接着剤フィラメントパターン１１０の外側境界内に画定される区域の少なくとも約７５％を接着剤で覆って、約０．００２グラム／ｃｍ２〜約０．０２グラム／ｃｍ２の接着剤塗布量を得ることができる。（図１〜図４の区域１４を参照）。前縁が重複ラベリング工程で仮止めされているだけである場合、その場所では７５％の塗布範囲といったような大きな塗布範囲量は必要ないが、後縁の場所では依然として望まれ得る。ラベルごとの接着剤塗布量は、概して必要なラベル性能の関数である。例えば、未充填の容器に後で炭酸流体が充填されるようになっている場合、これが必要とし得る接着剤は多くなる。大気温度及び内圧の変化は、このような場合により多くの接着剤塗布量が必要とされることにつながる。容器に非ガス流体が充填される用途では、必要とされ得る接着剤は少なくなる。ラベルの高さも、必要な接着剤の量に影響を及ぼす。非接触ガン又は接触スロットガンに接着剤を供給する閉鎖分配システムは、ライン速度の変化に従って厳密に制御及び調整され得る。概して、任意の特定のラベリング工程で必要な接着剤の量は、接着剤のタイプ又は配合、例えば真空ホイールサイズに起因するラベリング機の線速度、速度変化能力、ラベルの設計／材料、容器又は物体の設計／材料、接着剤の渦又は他のパターン特性、及びラベリング前又はラベリング後にボトルに収容される炭酸液体等の製品特性等の因子に応じて決まる。概して、接着剤塗布範囲は、塗布された個々の接着剤フィラメントパターンの外側境界線によって境界づけられる区域の約２５％〜約１００％であり得る。
【００３１】
本発明のさらなる態様によれば、複数の吐出オリフィス（すなわち、各フィラメントパターン１１０の生成につき１つのオリフィス）を含むノズル１０８が用いられる。これは、図６に示すように、分配オリフィスを１つしか有さないノズルを用いて可能となるよりも密接又は近接した接着剤フィラメントパターン１１０の間隔を可能にする。これを達成するのに有用なノズルは、米国特許第６，６５１，９０６号、並びに米国出願公開第２００５／０１６７５２９号に開示されている。
【００３２】
さらに、ノズル１０８は、ボトル又は容器５２の特定の区域に接着剤を塗布するように構成され得る。この態様は、１つ又は複数の凸部すなわち凸条１１２及び凹部すなわち凹条１１４を有するボトル５２に接着剤を直接塗布するときに特に有利である。例えば、ノズル１０８は、接着剤パターンを主に凸部１１２に塗布するように構成され得る。これは、通常は凸部上を均一な高さで覆うように接着剤を塗布するホイールコータと比較した改良を示す。したがって、ホイールコータが凹部１１４を埋めることで、塗布されている接着剤が多くなりすぎて望ましくない外観となることが多い。
【００３３】
図１２及び図１３は、非接触分配ガン４２ａ、４２ｂを利用してマガジン１２２から切断され積み重ねられたラベル１２０を貼り付ける、ラベリング装置１１６、１１８をそれぞれ示す。このために、ボトル又は容器５２がカルーセル５０に沿って移動すると、分配ガン４２ａは、ボトル５２の外面のうちこのボトル５２に付着されるラベルの前縁部に対応する前縁部に非接触様式で接着剤を塗布する。ボトル５２がマガジン１２２を通過してスタックの一番上のラベル１２０と接触すると、塗布された接着剤がラベル１２０の前縁を持ち上げ、ラベル１２０がボトル５２に巻き付き始める。続いて、第２の非接触分配ガン４２ｂがラベル１２０の後縁部に接着剤を塗布する。任意選択で、図１３に示すように、非接触接着剤アプリケータガン４２ｂによって、各ボトル５２の外面のうち対応するラベル１２０の後縁部に対応してこれと接触する部分に接着剤が塗布されてもよい。
【００３４】
上述の実施形態は、１つ又は複数の分配ガン４２の少なくとも１つがカルーセル５０に隣接して位置決めされていることを示しているが、分配ガン４２又は分配ガン４２ａ、４２ｂは全て、カルーセル５０の内部に取り付けられてもよい。例えば、図１４〜図１６は、ラベリング機１３０のカルーセル１２８内に位置する接着剤分配ガン４２ａ、４２ｂを示す。一方の分配ガン４２ａは、ボトル５２等の容器に接着剤１３２を直接塗布することができる。ボトル５２が移動及び回転されながら、ラベル１３６の前縁１３４と接触することで、ラベルは順にボトル５２に付着し、真空ホイール１２６等のラベル搬送機構から移される。
【００３５】
続いて、ボトル５２にラベル１３６の後縁１３８を付着させるために、他方の分配ガン４２ｂがボトル５２に接着剤を直接塗布してもよく、又はラップアラウンド用途では接着剤がラベル１３６に直接塗布されてもよい。カルーセル１２８内へのガン４２ａ、４２ｂの取り付けは、切断・積重ラベリング機にもリール又はロール供給ラベリング機にも用いることができる。分配ガン４２ａ、４２ｂの両方が非接触分配ガンであることが好ましいが、ラベルの後縁を貼着するためのガン４２ｂは、代替的にはスロットノズル接触ガン等の接触ガンであってもよい。
【００３６】
上述の実施形態の各分配ガン４２には、溶融器ユニット及び適当な加熱ホース（図示せず）によってホットメルト接着剤が供給され得る。本発明の任意の実施形態で用いるのに適したガンは、本発明の譲受人であるオハイオ州ウェストレイクのNordson Corporationから入手可能なＳＰＥＥＤＣＯＡＴ（登録商標）ガンであると考えられる。より詳細には、米国特許出願第１１／０００，８０３号又は米国特許第６，６６９，０５７号に開示されているような１つ又は複数のガンを本発明の分配ガンとして利用することができるが、任意の特定のラベリング工程の必要に応じて、分配パターンやガンのノズル及び他の部品の全体的構成に変更を加えてもよいことに留意されたい。米国特許出願第１１／０００，８０３号及び米国特許第６，６６９，０５７号の開示は、参照により本明細書に完全に援用される。応用ニーズの許す限り、より低速のガン等の他のガンを用いてもよい。さまざまなタイプ及びサイズの渦巻、接着剤ビーズ、ドット、及び任意の他のパターン等、さまざまな接着剤パターンを塗布することができる。
【００３７】
分配ガン又は非接触スプレーアプリケータ４２の一実施形態を、図１７〜図１９により詳細に示す。図１７を参照すると、スプレーアプリケータ４２は、クランプ構造１４２を用いて適当な支持棒１４０に垂直に取り付けることができ、１つ又は複数のノズル１４４を含む。各ノズル１４４は、分配された接着剤フィラメントを所望のパターンに形成するために、複数の接着剤分配オリフィス１４６及び関連するプロセス空気オリフィス１４８を有する。図１８及び図１９を参照して後述するように、各ノズル１４４が複数の接着剤弁の１つから接着剤を受け取ることを理解されたい。他の接着剤弁は同一であり得るため、さらに説明する必要はない。ノズル１４４は、例えば、多くの渦巻パターンの接着剤フィラメントを吐出するように構成される。ノズル１４４は、図示のクイックコネクタ１５２の使用等、任意の適当な方法でアプリケータ４２の弁体１５０に固定され得る。
【００３８】
図１７及び図１８に示すように、弁体１５０は、接着剤入口１５８及びプロセス空気入口１６０を含む。別の通路が、液体ホットメルト接着剤及びパターン空気を適当な動作温度に加熱するのに適したカートリッジヒータ１６２を含み得る。弁体１５０は、各ノズル１４４に関連付けられ弁座インサート１６８を有する通路１６６内で往復移動するために取り付けられる弁棒１６４を収容する。液体ホットメルト接着剤は、入口１５８から弁座インサートの中央通路１７０に流れ込み、中央通路１７０と連通するインサート１６８の通路１７１を通って流れる。インサート１６８の下流端に弁座１７２が位置付けられる。さらなる通路１７４、１７６が、各出口すなわちオリフィス１４６への供給を行うノズル１４４の共通の通路１７８と連通する。弁棒１６４が開位置（図１８）にある場合、液体ホットメルト接着剤は、これらの通路を通って流れてノズル出口１４６から吐出し得る。出口１４６を通して吐出される接着剤の量は、或る程度はノズル体１５０内の接着剤圧力に応じて決まる。したがって、ガン４２は、接着剤がノズル１４４に供給される圧力を増減させることによってロール供給ラベルのライン速度の変化に適応することができる。
【００３９】
弁体１５０のパターン又はプロセス空気吐出通路１８０と、ノズル１４４の通路１８２、１８４とは、それぞれ互いに連通すると共にプロセス空気供給通路１６０と連通する。したがって、接着剤が吐出オリフィス１４６から出る時に、接着剤に隣接してプロセス空気が出口１４８を通して供給される。プロセス空気のオンオフの切り替えは、例えば接着剤のオン／オフ反復に用いられるのと同じソレノイド弁１９０（後述）を含む任意の適当な弁を用いて行われ得る。代替的に、プロセス空気の切り替えは、アプリケータ４２の一部ではない切り替え構成部品によって行われてもよい。ガンすなわちアプリケータ４２の全体に対して１つのプロセス空気スイッチ（例えば、ソレノイド弁）が設けられてもよく、又は弁体１５０内に収容される個々の接着剤弁の１つ又は複数に対して個別のプロセス空気スイッチが設けられてもよい。当然ながら、空気圧作動に加えて、例えば任意の他の機械作動式機構（例えば、接着剤及びスプレー空気作動用の回転軸）及び／又は電気作動式機構を含む任意の他の機構（複数可）を用いて、接着剤及び／又はプロセス空気作動を行うことができる。多くの用途で、特にロール供給用途で、プロセス空気を空気入口１６０に供給する前に加熱することが有利である。したがって、プロセス空気は、ガン４２に近接して位置決めされ空気入口１６０と連通するヒータ（図示せず）によって加熱され得る。ヒータは、ガン４２と同じように反復してオンオフされ得る。遅延問題を減らすために、ヒータは、空気入口１６０の近くに位置決めされることが好ましく、ガン４２に取り付けることさえできる。
【００４０】
弁棒１６４を往復移動させることにより接着剤のさらなる吐出を防止するために、ソレノイド弁１９０を作動させることによって弁体１５０に加圧空気が導入される。より具体的には、ソレノイド弁１９０の通路１９２からアプリケータ４２の空気作動セクション１９６の通路１９４に作動空気が選択的に導入される。弁棒１６４は、コイルばね２００によって閉位置（弁棒１６４が弁座１７２に対して上方に移動した位置）に常時保持されている可動ピストン１９８に強固に固定される。加圧空気が通路１９２、１９４を通してピストン１９８の上端に向けて導入される時、弁棒１６４及び弁閉鎖エレメント２０２を弁座１７２から離れるように移動させるため、これがピストン１９８及びばね２００を下方に駆動する。空気作動セクション１９６及び弁体セクション１５０は、ねじファスナ２０６と、加熱された弁体セクション１５０を空気作動セクション１９６から離間保持する断熱層としての役割を果たす隔離エレメント２０８とによって、互いに結合される。往復する弁棒１６４に対する液体及び空気シールを提供することに、適当なシール２１０、２１２が用いられることにより、空気作動セクション１９６からの加圧空気の漏れ及び弁体１５０の液体通路１７０からの加圧ホットメルト接着剤の漏れが防止される。弁エレメント２０２を弁座１７２に対して閉じるためには、作動空気圧を低下させてばね２００にピストン１９８及び棒１６４を押し上げさせる。これが接着剤オリフィスでスナフバック効果をもたらして、停止後の接着剤の垂れ落ち又は滴りを防止する。
【００４１】
上述の構成により、接着剤フィラメントを生成するようにノズル１４４を選択的に操作することができる。特に、各ノズル１４４は、関連するソレノイドアクチュエータ１９０によって制御され、各自の供給通路１７４、１７６、１７８及び接着剤分配オリフィス１４６を含む。したがって、ガン４２が異なる接着剤パターンをラベルの前縁及び後縁に塗布するように、異なるノズルを異なる時点で作動させることができる。例えば、図１７の実施形態では５つのノズル１４４が示されている。ガン４２が図５に示すように配置されている場合、ノズルの２つをラベル４４の前縁４４ａに接着剤を塗布するように作動させることができ、続いて５つのノズル全てを後縁４４ｂに接着剤を塗布するように作動させることができる。ノズルのこのような制御は、図４に示すパターンを得ることができ、ラップアラウンドラベルに特に有利である。
【００４２】
図２０を参照すると、分配ガン又は非接触スプレーアプリケータ４２の代替的な実施形態が示されている。この実施形態では、各ノズル１４４は、第１の列の接着剤吐出オリフィス１４６ａ及び第２の列の接着剤吐出オリフィス１４６ｂを含む。ノズル１４４は、関連する第１の列のプロセス空気オリフィス１４８ａ及び第２の列のプロセス空気オリフィス１４８ｂも含み得る。このような構成により、ガン４２は、一度の動作で或るラベルの後縁及び次のラベルの前縁に接着剤フィラメントの渦巻パターンを吐出することができる。例えば、分配ガン４２が図１に示すように配置されている場合、第１の列の吐出オリフィス１４６ａを用いてラベル４４の後縁部４４ｂに接着剤を塗布することができる一方で、同時に第２の列の吐出オリフィス１４６ｂを用いて真空ホイール４６上の次のラベルの前縁部４４ａに接着剤を塗布することができる。したがって、吐出オリフィス１４６ａ、１４６ｂは、ラベルごとに図１７〜図１９に示す実施形態のオリフィス１４６の半分の回数だけ接着剤を塗布する。このような特徴は、同じ生産ライン速度を維持しつつアプリケータがより短いサイクルタイムを有するように設計及び操作されることを可能にする。アプリケータの寿命も長くなる。
【００４３】
本発明を一以上の実施形態の説明によって示し、これらの実施形態をかなり詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲をこのような細部に制限すなわち多少なりとも限定することは本出願人の意図ではない。追加の利点及び変更形態は当業者に容易に明らかとなるであろう。したがって、本発明はその広い態様において、特定の細部、代表的な装置及び方法、並びに図示及び記載された例示的な実施例に限定されない。したがって、一般的発明概念の範囲又は精神を逸脱することなく、このような細部からずらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ラベルの部分図（partial fragmented view）である。
【図２Ａ】ラベルの部分図である。
【図２Ｂ】ラベルの部分図である。
【図３】ラベルの部分上面図である。
【図４】ラップアラウンドラベルの上面図である。
【図５】本発明に従って構成されたロール供給ラベリング装置の例示的な一実施形態の上面図である。
【図６】ラップアラウンドラベルの上面図及びラベルロールの部分図である。
【図７】本発明に従って構成されたロール供給ラベリング装置の別の実施形態の上面図である。
【図８】本発明に従って構成されたロール供給ラベリング装置の別の実施形態の上面図である。
【図９】本発明に従って構成されたロール供給ラベリング装置の別の実施形態の上面図である。
【図１０】本発明に従って構成されたロール供給ラベリング装置の別の実施形態の上面図である。
【図１１】本発明による接着剤が塗布されたラベルを受け取るボトル、及び吐出された接着剤フィラメントのパターンに対するノズルの位置を示すためにノズルを点破線で重ねた別のボトルの斜視図である。
【図１２】非接触接着剤スプレーアプリケータを用いる切断・積重ラベリングシステムを示す、本発明の別の実施形態の部分上面図である。
【図１３】図１２と同様であるが、切断・積重ラベリング装置の別の実施形態を示す部分上面図である。
【図１４】カルーセルを利用するラベリング装置の別の実施形態の上面斜視図である。
【図１５】図１４のラベリング装置の上面斜視図である。
【図１６】図１４及び図１５のラベリング装置の部分図の拡大図である。
【図１７】一実施形態に従って構成された非接触接着剤フィラメントアプリケータの斜視図である。
【図１８】弁棒を閉位置で示す、図１７の線１８−１８に沿った断面図である。
【図１９】弁棒を開位置で示す、図１８のアプリケータの吐出端の拡大断面図である。
【図２０】別の実施形態による非接触接着剤フィラメントアプリケータの斜視図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005635233.tif 000017
【図１６】
0005635233.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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