(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォイルバッグを製造するために、フォイル材を接合するための接合方法において、
接合ヘッドが前記フォイル材を接合するために前記フォイル材上へ下ろされ、通常運転では、前記フォイル材が搬送される間前記接合ヘッドは前記フォイル材から数ミリメートルである第１の距離だけ離れる中間位置に位置され、接合動作が中断されるとき又は通常運転より遅い低速運転では、前記接合ヘッドは前記フォイル材から前記第１の距離よりも大きく、かつ前記フォイル材が前記接合ヘッドの熱によって破損しないように十分に大きい数センチメートルである第２の距離だけ離され、
前記接合ヘッドは直列に接続された第１、第２の空気圧手段によって移動され、
前記接合ヘッドは第１の空気圧手段のロッドの先端に固定され、前記接合ヘッドと前記第１の空気圧手段との距離が距離Ｂと距離Ｂより大きい距離Ｄに可変となっており、
前記第１の空気圧手段は第２の空気圧手段のロッドの先端に直列に固定され、前記第１の空気圧手段と前記第２の空気圧手段との距離が距離Ａと距離Ａより大きい距離Ｃに可変となっており、
前記接合動作が中断されるとき又は通常運転より遅い低速運転は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ａに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｂに保つことにより前記第２の距離になされ、
前記中間位置は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ｃに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｂに保つことにより前記第１の距離になされ、
前記接合位置は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ｃに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｄに保つことによりなされ、
接合動作が行われた後に前記接合ヘッドを前記中間位置に位置させると、フォイル材を１単位だけ移動させ、この移動が終了した後、前記接合ヘッドを接合位置に位置させることを特徴とするフォイル材接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォイル搬送手段と接合ヘッドを含む接合手段とを備えたフォイル材接合装置、及びフォイル材接合方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
フォイル接合装置では、二つ以上のフォイルが接合手段に供給され、接合ヘッドによって接合される。接合ヘッドは、接合される前記フォイル上へ下げられ、所望の場所で熱をフォイルへ伝達する。本明細書において接合や接合手段は、フォイル材を熱で接合するために接着剤がフォイルの間に用いられる高温接着工程を含む。
【０００３】
このような接合工程は、飲料等のフォイルバッグの製造等で使用される。二つのフォイル材が互いに重なられ、フォイルバッグの側面フォイルを形成する。底面フォイルが、縁部分に挿まれる。フォイルは側面フォイルの直接重なった二つの縁と底面フォイルが位置する第３の縁とで接合される。フォイル材の第４の縁は、フォイルバッグが満たされた後、接合されることによって閉じられる。このようなフォイルバッグの例を図３に示す。同図において、接合部３３は最初に述べられた工程で形成され、上部接合部３４はフォイルバッグが満たされた後に形成される。
【０００４】
自動化された製造工場では、フォイルウェブが接合工程に供給され、接合工程の後、個別のユニットを形成するためにウェブは切断される。フォイルウェブは、互いに重なられ、接合ヘッドの下にガイドされる。接合ヘッドが下げられる。このようにする際、接合ヘッドは数センチメートルの下降距離をカバーしなくてはならない。フォイル材に押しつけられた後接合ヘッドは持ち上げられ、フォイルウェブは一つのフォイルバッグに相当する距離だけさらに搬送され、接合ヘッドは搬送されたフォイル材の上に再び下げられる。高いスループットを得るために、接合ヘッドは、時間のかかる加熱工程と冷却工程とを不必要にするために、一定して高温に保たれる。したがって、接合動作が行われていない運転状態では、接合ヘッドはフォイル材が加熱され過ぎたり焦げたりしないようにフォイル材から十分離れていなくてはならない。このような距離は、例えば、故障を直すため接合装置全体が停止された場合に要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動化された製造工場において、接合ヘッドの数センチメートルの上昇及び下降移動は、今日可能な処理速度に対して時間がかかり過ぎるという欠点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接合ヘッドを迅速に上昇及び下降させることができるとともに、全ての運転状態でフォイル材を焦がしたり破損したりしない、フォイル材を接合するための接合装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
前記目的は、請求項１に記載の特徴を有するフォイル材接合方法によって達成される。
本発明は、フォイルバッグを製造するために、フォイル材を接合するための接合方法において、接合ヘッドが前記フォイル材を接合するために前記フォイル材上へ下ろされ、通常運転では、前記フォイル材が搬送される間前記接合ヘッドは前記フォイル材から数ミリメートルである第１の距離だけ離れる中間位置に位置され、接合動作が中断されるとき又は通常運転より遅い低速運転では、前記接合ヘッドは前記フォイル材から前記第１の距離よりも大きく、かつ前記フォイル材が前記接合ヘッドの熱によって破損しないように十分に大きい数センチメートルである第２の距離だけ離され、前記接合ヘッドは直列に接続された第１、第２の空気圧手段によって移動され、前記接合ヘッドは第１の空気圧手段のロッドの先端に固定され、前記接合ヘッドと前記第１の空気圧手段との距離が距離Ｂと距離Ｂより大きい距離Ｄに可変となっており、前記第１の空気圧手段は第２の空気圧手段のロッドの先端に直列に固定され、前記第１の空気圧手段と前記第２の空気圧手段との距離が距離Ａと距離Ａより大きい距離Ｃに可変となっており、前記接合動作が中断されるとき又は通常運転より遅い低速運転は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ａに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｂに保つことにより前記第２の距離になされ、前記中間位置は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ｃに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｂに保つことにより前記第１の距離になされ、前記接合位置は、前記第２の空気圧手段と第１の空気圧手段との間の距離を距離Ｃに保つとともに、前記第１の空気圧手段と接合ヘッドとの間の距離を距離Ｄに保つことによりなされ、接合動作が行われた後に前記接合ヘッドを前記中間位置に位置させると、フォイル材を１単位だけ移動させ、この移動が終了した後、前記接合ヘッドを接合位置に位置させることを特徴とする。
本発明によれば、接合ヘッドは少なくとも三つの動作位置に位置することができる。第１の動作位置は、フォイル接合動作を行うための接合位置である。この動作状態において、接合ヘッドは、接合するフォイル材上に直接置かれ、接合ヘッドの熱された面が位置する領域においてフォイル材を熱して接着又は高温接合を行う。第２の動作位置は、前記接合ヘッドが前記接合位置から第１の所定距離だけ離れる、中間位置である。フォイル材が接合されるために１単位だけ搬送される間、接合ヘッドは中間位置に位置する。第３の動作位置は、前記接合ヘッドが前記接合位置から前記第１の距離よりも大きい第２の所定距離だけ離れる、休止又は非運転位置である。接合装置がフォイル材を十分なスピードで搬送していないときは、接合ヘッドは非運転位置に位置し、フォイル材の加熱し過ぎや焦げを防止する。
【０００７】
このため、本発明の接合装置は、接合位置と中間位置との間の短い上昇及び下降移動を可能にし、このような接合ヘッドの移動は、接合装置全体が高速で運転されたとしても通常運転中に時間の無駄がない。故障や装置全体が低速で運転された場合、接合ヘッドはフォイル材からより大きな距離がある非運転位置に位置し、フォイル材は高温の接合ヘッドによって破損することがない。
【０００８】
非運転位置の接合位置からの距離は、接合ヘッドの熱によるフォイル材の破損、例えば焦げがかなり少なくなるように決められる。しかし、特に好ましい実施の形態では、非運転位置と接合位置との距離は接合ヘッドの熱によるフォイル材の破損が絶対にないように決められる。これにより、接合装置の動作の中断や速度を落とすことの持続と無関係に、フォイル材は破損しない。
【０００９】
特に好ましい実施の形態は、非運転位置において接合ヘッドとフォイル材との間に移動する熱遮蔽を備える。特に温度に敏感なフォイル材でも、このような付加的な熱遮蔽は、接合ヘッドの熱でフォイル材が破損しないことを保証する。このような熱遮蔽は、旋回自在な遮蔽板を備えてもよい。
非運転位置の接合位置からの距離の好ましい値は、数センチメートルの範囲内である。この距離は、使用されるフォイル材の種類、接合温度及び使用される接合工具の配置に実質的に依存する。好ましくは、接合位置の中間位置からの距離は数ミリメートルに決められる。このような短い移動距離によって高いスループットスピードが得られる。
【００１０】
接合ヘッドは、電磁装置や適当なスピンドルギアなど、さまざまな方法で移動されることができる。接合ヘッドは第１の空気圧手段によって中間位置と接合位置との間を容易に移動される。克服すべき距離は短いので、第１の空気圧手段は少量の圧縮空気のみ要する。第２の空気圧手段は、接合ヘッドを第１の空気圧手段と共に非運転位置へ移動させるために使用される。
【００１１】
接合ヘッドの移動及び関連する駆動は、例えば機械的に開始されてもよい。接合ヘッドが中間位置に位置する間に、フォイル材を搬送するために搬送手段を起動する制御ユニットによって信頼性の高い作業を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るフォイル材接合装置及び方法の好ましい実施の形態を詳説する。
以下説明する実施の形態は、例えば飲料を充填するためのフォイルバッグの製造のための接合装置に関する。このようなフォイルバッグは図３に示される。フォイルバッグ３２は、二つの側面フォイルと立てる際の基部として形成された底面フォイルとから成る。適した材料は例えばラミネートされたアルミニウムフォイルである。側面フォイルと底面フォイルとは、接合部３３に沿って接合される。あるいは、高温接着操作が行われる。上部接合部３４は、フォイルバッグが満たされた後、更なる処理ステーションで形成される。
【００１３】
図１は、本発明のフォイルバッグ用の接合装置の概要側面図である。符号６、８は各々フォイル材２、４を供給する供給ロールである。符号１０、１２は各々フォイル材２、４に十分な張力を与える張力付与装置である。符号１４、１６は転向ローラであり、符号１８は接合されたフォイル材３０のための引き出し手段である。このような引き出し手段は、例えば、摩擦グリップでフォイル材を搬送する駆動されたローラで構成される。符号３６は、接合ヘッド２４に作用する第１の空気圧手段２６と、第１の空気圧手段２６に作用する第２の空気圧手段２８と、を備えている接合装置である。第１の空気圧手段２６によって起こされる接合ヘッド２４の移動が矢印２５で示され、第２の空気圧手段２８によって起こされる第１の空気圧手段２６の移動が矢印２７で示される。制御ユニット３８は第１、第２の空気圧手段２６、２８及び引き出し手段１８の移動を制御する。接合されたフォイル材３０の移動は矢印２２で示される。
【００１４】
図２ａは、非運転位置での接合装置３６の詳細図である。接合ヘッド２４のフォイル材２からの距離が符号Ｘで示される。符号Ａ及びＢは、各々第１の空気圧手段２６の第２の空気圧手段２８からの距離、及び接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離を示す。
図２ｂは、中間位置での同一の接合装置３６を示す。接合ヘッド２４のフォイル材２からの距離は符号Ｙで示され、距離Ｙは距離Ｘよりも小さい。符号Ｃは第１の空気圧手段２６の第２の空気圧手段２８からの距離を示し、距離Ｃは距離Ａよりも、距離Ｘが距離Ｙよりも大きいのと同じだけ、大きい。
【００１５】
図２ｃは、接合位置での同一の接合装置３６を示す。接合ヘッド２４は、フォイル材の上に直接置かれる。フォイル材２、４と接合されたフォイル材３０とは、各々サポート２０上に位置する。接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離は符号Ｄで示され、距離Ｄは中間位置や非運転位置での接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離Ｂよりも大きい。
【００１６】
本発明の方法について、本発明に係る接合装置の図示された実施の形態の作用を参照して説明する。フォイル材２、４は各々供給ロール６、８から引き出され、適当な張力がばね付勢された張力付与装置１０、１２によってここでは関心のない方法で保たれる。転向ローラ１４、１６がフォイル材２、４を合わせる。接合されるフォイル材２、４は引き出しローラ１８によって間欠的に移動される。１サイクルでカバーされる距離はフォイルバッグ３２の幅に相当する。フォイル材２、４及び接合されたフォイル材３０の矢印２２の方向への移動の間、接合ヘッド２４はフォイル材２から距離Ｙの位置に位置する（図２ｂ参照）。引き出しローラ１８の動きが制御ユニット３８によって停止されるやいなや、制御ユニット３８は第１の空気圧手段２６へ信号を伝達し、接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離Ｂは距離Ｄに伸びる（図２ｃ参照）。このとき、接合ヘッド２４は接合されるフォイル材２、４に直接接触し、フォイル材２、４を前記サポート２０へ押圧する。接合ヘッド２４は所望の接合部に沿ってのフォイル材の接合を行う十分に加熱された部分を公知の方法で備える。これらの接合部は、フォイルバッグ３２（図３）の例で各々側縁部及び底縁部３３を形成する。
【００１７】
所望の接合部に沿って接合動作が行われた後（この動作に要する時間は予め分かる）、制御ユニット３８は第１の空気圧手段２６へ信号を伝達し、接合ヘッド２４を再び上昇させる。これによって、接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離は再びＢになる。このとき接合ヘッド２４は再び中間位置に位置する。これと同時に制御ユニット３８は引き出しローラ１８へ信号を伝達し、フォイル材をさらに１単位、例えばフォイルバッグ３２の幅だけ移動させる。この移動が終了した後、制御ユニット３８は引き出しローラ１８へ停止信号を伝達すると共に、第１の空気圧手段２６へ信号を伝達し、接合ヘッド２４の第１の空気圧手段２６からの距離を再びＢからＤに伸ばす。接合ヘッド２４を短い距離Ｙ、例えば数ミリメートルしか移動させる必要がないので、これらの工程を繰り返すことによって高いスループットレートを可能にする間欠動作を行うことができる。また、克服すべき短い高さＹは第１の空気圧手段２６を作動させるためにわずかな量の圧縮空気しか要しない。
【００１８】
さまざまな理由で接合装置全体の間欠動作を中断することが必要になる場合がある。このような中断は、メンテナンスやチェックや故障の修理の際に必要である。このようなときに接合ヘッド２４の加熱を必ずしも切らなくともよい。接合ヘッド２４の再加熱は大量のエネルギーを要すると共に長時間かかるため、これは省エネルギーと時間節約の理由から望ましくない。しかしながら、フォイル搬送手段が停止している間は、フォイル材が高温の接合ヘッド２４によって加熱され過ぎるという危険性がある。
【００１９】
起こりうるフォイル材の破損を防ぐために、接合装置全体の動作が中断される際には、制御ユニット３８は第２の空気圧手段２８に信号を伝達する。このような信号は、例えば使用者がフォイル材の搬送を停止したときに発生させてもよく、又は、フォイル材の搬送が所定時間停止したときに自動的に発生させてもよい。
第２の空気圧手段２８に伝達された前記信号は、第１の空気圧手段２６の第２の空気圧手段２８からの距離をＣからＡに縮めさせる（図２ａ参照）。これによって接合ヘッド２４のフォイル材２、４、３０からの距離は例えば数センチメートル伸びる。その結果、接合ヘッド２４の熱によるフォイル材の破損が防止される。
【００２０】
特に温度に敏感なフォイル材が処理される場合、第２の空気圧手段２８が起動されると同時に接合ヘッド２４とフォイル材との間に旋回する遮蔽板を付加的に設けてもよい。これによってフォイル材を高温の接合ヘッド２４の熱から守ることができる。接合ヘッド２４が非運転位置から再び下げられると同時に、前記遮蔽板は旋回して離れる。
【００２１】
本実施の形態では、フォイル材２、４はフォイルバッグ３２の側面フォイルを形成するために使用される。明快にするため、図１、２では、フォイル材２、４間に置かれ前記接合装置３６によって同時に接合される底面フォイルのフォイル材のための第３の供給手段を図示していない。
上述した実施の形態で処理されるフォイルバッグの形状に限られず、本発明の装置を、底面フォイルなしで側面フォイル同士を直接接合してフォイルバッグを製造するためにも使用することができる。このような場合、底面フォイルのフォイル材のための第３の供給手段は必要ない。
【００２２】
フォイル同士を直接接合する装置についてこれまで説明したが、適当な接着剤を選択することによって、高温接着や高温接合をも接合装置３６によって行うことができる。
制御ユニット３８を、接合装置３６を図２ａの非運転位置に置く場合をフォイルの搬送が中断された場合に限らないように構成してもよい。それどころか制御ユニット３８を、引き出しローラ１８の低速運転が選択された際には、接合ヘッド２４がフォイル材の搬送における中間位置ではなく図２ａの非運転位置にあるようにも設計してもよい。この目的のため、制御ユニット３８に、フォイルが搬送される際に接合装置３６を図２ａの非運転位置ではなく図２ｂの中間位置に置く最小のスピードを、使用者が設定できる入力手段を備えてもよい。
【００２３】
上述した実施の形態の接合装置３６は、二つの直列に接続された空気圧手段２６、２８によって、接合ヘッド２４をさまざまな位置へ移動させる。二つの異なる位置を持つ単独の空気圧手段でも同一の役目を果たすことができる。
フォイル材料の例として、アルミニウム等の金属の箔、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート等からなるプラスチックシート、及び、プラスチックシートを積層したものや、プラスチックシートにアルミニウム等の金属をコーティングしたものが挙げられる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のフォイル材接合装置及び方法によれば、接合ヘッドは接合位置においてフォイル材接合動作を行い、フォイル材が搬送される間は、接合位置から第１の距離がある中間位置に位置する。第１の距離は十分に短く設定され、接合ヘッドの移動による時間の無駄を抑えることができる。また、接合装置が十分なスピードで搬送されていない時には、接合ヘッドは接合位置から第１の距離よりも大きい第２の距離がある非運転位置に位置し、フォイル材の加熱し過ぎや焦げを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフォイル接合装置の概要全体図
【図２】非運転位置、中間位置、及び接合位置での接合装置を示す図１の詳細図
【図３】接合され未封のフォイルバッグを示す図
【符号の説明】
２、４、３０…フォイル材、１４、１６…転向ローラ、１８…引き出しローラ、２４…接合ヘッド、２６…第１の空気圧手段、２８…第２の空気圧手段、３６…接合装置、３８…制御ユニット
【図１】
0003701143.tif 000002
【図２】
0003701143.tif 000003
【図３】
0003701143.tif 000004