(57)【要約】      （修正有）【課題】液体紙容器のシール材質や寸法が変わった場合でも、圧着子を交換せず、シール条件の調整を自動化することを可能とすることで、簡単に、かつ最適なトップシールを行うことができる液体紙容器のトップシール装置及びシール制御方法を提供する。【解決手段】トップ部の合掌貼板を加熱する加熱手段６１と、トップ部の合掌貼板を圧着する圧着手段６２と、前記加熱手段６１と圧着手段６２とを制御する制御手段６３と、制御手段６３の制御値を検索する手段６４と、を備え、前記制御手段６３の制御値を検索する手段６４は、加熱温度や圧着力や圧着時間のデータを蓄積したデータベース６４ａに基づいて液体紙容器の種類に対応してトップシール条件を検索するもので、前記制御手段６３は、前記検索されたトップシール条件で、加熱する手段６１と圧着する手段６３とを制御して合掌貼板をシールすることを特徴とする液体紙容器のトップシール装置６０。【選択図】図４
2014019446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体紙容器充填機に備えられトップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置であって、
トップ部の合掌貼板を加熱する加熱手段と、トップ部の合掌貼板を圧着する圧着手段と、前記加熱手段と圧着手段とを制御する制御手段と、制御手段の制御値を検索する手段と、を備え、
前記制御手段の制御値を検索する手段は、加熱温度や圧着力や圧着時間のデータを蓄積したデータベースから液体紙容器の種類に対応してトップシール条件を検索するもので、
前記制御手段は、前記検索されたトップシール条件で、加熱手段の加熱温度と、圧着手段の圧着力と圧着時間と、を制御して合掌貼板をシールすることを特徴とする液体紙容器のトップシール装置。
【請求項２】
前記加熱手段は熱風吹き出し部に複数の微細孔を有し、前記制御手段によって微細孔の数が変えられて吹き出される熱風量が制御され、この熱風量によって加熱温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器のトップシール装置。
【請求項３】
前記圧着手段はトップ部の合掌貼板の長手方向に沿ってエアシリンダーによって左右から押圧する1対の圧着子を備えたもので、前記制御手段によって、エアシリンダーのエアー圧力が変えられて圧着子の圧着力が制御され、更に圧着時間が制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体紙容器のトップシール装置。
【請求項４】
液体紙容器充填機に備えられトップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置の制御方法であって、
合掌貼板を加熱する温度と、合掌貼板を圧着する圧力と、圧着時間と、のデータベースから、液体紙容器の種類に対応したトップシール条件を検索し、検索したトップシール条件で合掌貼板をシールすることを特徴とするシール制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体紙容器充填機に備えられたトップシール装置及びシール制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は液体紙容器の一例でゲーブルトップ型（傾斜屋根型）の液体紙容器を示す図で、図１（ａ）に示すように、液体紙容器は側壁板１、２、３、４、及び側壁板４に連設されて側壁板１側端部に貼着され、互いに側壁板１、４を連結して角筒体とする連結板５からなる角筒状側壁部Ａと、該側壁部Ａ上部にゲーブルトップ型のトップシール部Ｔと、該側壁部Ａ下部にフラットなボトムシール部Ｂとを備えた液体紙容器用の角筒状スリーブＳから構成され、図１（ａ）に示すようにボトムシール部Ｂをフラットな形状に折り込んで密封シールした後に液体内容物が充填される。
【０００３】
上記ゲーブルトップ型のトップシール部Ｔは、図１（ａ）に示すように、側壁部Ａの一方の対向する側壁板１、３と、上部に連設した上板１１、上板１３と、該上板１１の概略中央部に必要に応じて取付けた口栓部（図示しないが、上板１１外表面に接着して取付けたもの、又は容器内側から外側に嵌合突出させて取付けたもの）と、該上板１１、１３のそれぞれ上側に連設した合掌貼板１１ａ、１３ａと、該側壁板Ａの他方の対向する側壁板２、４上部に連設した折込み用の二等辺三角板１２、１４（それぞれ頂角が直角よりもやや鋭角）と、該三角板１２のそれぞれ二等辺上側に連設した連結三角板１２ａ、１２ａと、前記三角板１４のそれぞれ二等辺上側に連設した連結三角板１４ａ、１４ａと、各々連結三角板上側に連設した連結合掌貼板１２ｂ、１２ｂと、連結合掌貼板１４ｂ、１４ｂとを備えている。
【０００４】
上記図１（ａ）に示す液体紙容器に液体内容物を充填した後において、トップシール部Ｔを、加熱密封シールする場合は、図１（ｂ）に示すように、まず前記二等辺三角板１２、１４を、互いに内側（内側方向Ｐ1 ）に折込むことにより、前記上板１１と上板１３とを互いに傾斜屋根型にして付合わせ、その時に付合わせにより互いに垂直に立設重合させ、予め加熱処理（ガスの燃焼炎を用いて熱したホットエアー加熱等による加熱処理）により、重合内面樹脂を加熱溶融した前記合掌貼板１１ａと１３ａ及び内側に折り込んだ連結合掌貼板１２ｂ、１２ｂと連結合掌貼板１４ｂ、１４ｂとを、その重合両側より互いに対向して圧接・離間動作可能な一対の加圧ブロック板２１、２２（図１の符号３６ａ、３５ａに相当）により構成されたシールジョーを用いて図１（ｃ）に示すように、円弧状方向Ｒ１に加圧して熱融着（トップシール）することにより、トップシール部Ｔを密封シールして、図１（ｄ）に示すようなゲーブルトップ型の液体紙容器を製造している。
【０００５】
図２に従来のトップシールに用いられるトップシール装置の一例を示す。ゲーブルトップ型の液体紙容器は、図２に示すように四角筒状の胴部Ｃ１、ボトム部Ｃ２、トップ部Ｃ３、トップ部Ｃ３に取り付けられた口栓部ＤからなるカートンＣであり、従来のトップシール装置は、カートンＣをロータリー方式あるいはリニア方式のカートン搬送手段４０で間欠搬送移動する複数のカートンホルダー５０によりホールドし、ボトム部Ｃ２を支持する図示しないガイドレールによって下部を支持されて間欠的に搬送される。搬送されるカートンＣのトップ部Ｃ３の真上に、トップシール装置の本体フレーム３０に取り付け固定された駆動源（アクチュエータ）となるエアーシリンダ３１が、その作動ロッド３１ａを下向きにして上下動作するように配置されている。
【０００６】
それに伴い、シリンダー３１の作動ロッド３１ａに取付けられた下向き駆動軸３２、該
駆動軸３２下端部に支軸３２ａを介して一端部をハの字型に回動自在に取り付けられた作動レバー３３、３３、各々作動レバー３３、３３の他端部に、それぞれ支軸３４を介して一端部を回動自在に取り付けられた作動アーム３５、３６、該作動アーム３５、３６をその先端部が開閉動作するように回動支持し、且つ本体フレーム３０に軸支された支点軸３７、該支点軸３７を介して開閉動作する作動アーム３５、３６のそれぞれ先端部に一体的に取り付けられた加圧ブロック板３５ａ、３６ａ等が、全てカートンＣのトップ部Ｃ３上方に位置している。
【０００７】
上記従来のトップシール装置は、シリンダー３１の作動ロッド３１ａの上昇動作により、ハの字型に開いた各々作動レバー３３、３３が閉鎖方向に動作し、その各々レバー他端部の支軸３４、３４が互いに接近し、それに接続する各々作動アーム３５、３６の先端部及びそれと一体の加圧ブロック板３５ａ、３６ａが開放動作する。
【０００８】
続いて、加圧ブロック板３５ａ、３６ａの開放動作タイミングに同期して、内容物を充填した後のカートンＣの未シール状態のトップ部Ｃ３が、開放動作中の加圧ブロック板３５ａ、３６ａの間に導入される。
【０００９】
続いて、シリンダー３１の作動ロッド３１ａが下降動作して、各々作動レバー３３、３３がハの字型に開放方向に動作し、その各々レバー他端部の支軸３４、３４が互いに離間して、それに接続する各々作動アーム３５、３６の先端部及びそれと一体の加圧ブロック板３５ａ、３６ａ（以下、圧着子）が閉鎖動作して、未シール状態のトップ部Ｃ３のトップシール部をシールして、カートンＣを密封するようになっている。
【００１０】
図３は上記カートン搬送手段がロータリー方式の場合の紙容器充填機を示す平面図で、間欠送行移動する複数のカートンホルダー部５１を備えたものである。図３に示すロータリー方式のカートン搬送手段は、回転するターンテーブル４０ａ、４０ｂの円周方向に等間隔に、各カートン成形工程が配置され、ターンテーブルの円周上に等間隔に配置されたマンドレルＭにより間欠回転しながらボトム成形工程を行うボトム成形側ターンテーブル４０ａから、ターンテーブル４０ｂの円周上に等間隔に配置されたカートンホルダー部５１がボトム成形されたカートンＣを保持しているマンドレルＭの真下に対峙した時点（１００ａ）で、マンドレルＭからボトム成形されたカートンＣを抜き出してカートンホルダー部５１がこれを受け取りホールドしながら間欠回転し、内容物充填ステーション（１００ｂ）、トップ成形シールステーション（１００ｃ）、カートン排出部（１００ｄ）に順次搬送されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−５８７３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９８号公報
【特許文献３】実開昭６１−１８０９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の上記トップ成形シールステーション（１００ｃ）では、液体紙容器に用いられるシール材（多くはポリエチレン樹脂が紙容器内面にコーティングされている）の特性を事前に把握しておき、これに基づいてシール条件を設定しているが、一般的に行われている方法は、予め試験的にシールの条件出しを行っている。即ち、シールに必要とされる温度（シール部のポリエチレンの温度）、シール時の圧着力、及び圧着時間を調整して、条件出しをしている。
【００１３】
上記条件出しの際は、シール温度については一般的には圧着部位に熱風を吹きつけ、所定の温度になるように吹付け時間、吹き付け部位の調整を行っている。又、圧着については液体紙容器の大きさにより、圧着子（ヒートジョウと呼ぶ）を取り替えて圧着し、又圧着時間の調整も実施している。
【００１４】
また、圧着力は、一般的にはほぼ一定の力を圧着子に与えて調整なしでシールを実行しているため、最適圧力にはなっていない場合が多い。このため、シールした結果、圧着不良や液体紙容器の圧着部での形状不良（シール材であるポリエチレンの容器外へのはみ出し等）を生じ、その結果、液漏れや充填機の機能・性能を阻害する事態を頻出させていた。
【００１５】
しかしながら上記問題の解決が望まれていたが未だ解決にいたっていない。また、液体紙容器では、内容物の性状によって用紙や内層フィルムを変更する必要があり、紙容器の寸法が変わる。この場合、一般的には圧着子を取り替えてこれに対応している。
【００１６】
しかし、上記従来のトップシール装置（図２）では、カートンＣの真上に駆動源となるシリンダー２１が配置されており、それに伴いシリンダー２１に取付けられる駆動軸、軸受部、レバー、アーム等が、全てカートンの上方に配置されていることから、カートンＣの寸法が変わった場合には加圧ブロック板（圧着子）３５ａ、３６ａを交換することがあるが、交換作業は非常に実施し難く、作業性が悪かった。
【００１７】
そこで本発明は、液体紙容器のシール材質や寸法（この場合の寸法は、圧着部位、即ち合掌貼板１１ａ、１３ａ（図１）の長手方向の寸法を指す。以下同じ）が変わった場合でも、圧着子を交換せず、更にシール条件の調整を自動化することを可能とすることで、簡単に、かつ最適なトップシールを行うことができる液体紙容器のトップシール装置及びシール制御方法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】
【００１８】
そこで本発明の請求項１に係る発明は、液体紙容器充填機に備えられトップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置であって、
トップ部の合掌貼板を加熱する加熱手段と、トップ部の合掌貼板を圧着する圧着手段と、前記加熱手段と圧着手段とを制御する制御手段と、制御手段の制御値を検索する手段と、を備え、
前記制御手段の制御値を検索する手段は、加熱温度や圧着力や圧着時間のデータを蓄積したデータベースから液体紙容器の種類に対応してトップシール条件を検索するもので、
前記制御手段は、前記検索されたトップシール条件で、加熱手段の加熱温度と、圧着手段の圧着力と圧着時間と、を制御して合掌貼板をシールすることを特徴とする液体紙容器のトップシール装置である。
【００１９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記加熱手段は熱風吹き出し部に複数の微細孔を有し、前記制御手段によって微細孔の数が変えられて吹き出される熱風量が制御され、この熱風量によって加熱温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器のトップシール装置である。
【００２０】
本発明の請求項３に係る発明は、前記圧着手段はトップ部の合掌貼板の長手方向に沿ってエアシリンダーによって左右から押圧する1対の圧着子を備えたもので、前記制御手段によって、エアシリンダーのエアー圧力が変えられて圧着子の圧着力が制御され、更に圧着時間が制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体紙容器のトップシー
ル装置である。
【００２１】
本発明の請求項４に係る発明は、液体紙容器充填機に備えられトップ部の合掌貼板をシールするトップシール装置の制御方法であって、
合掌貼板を加熱する温度と、合掌貼板を圧着する圧力と、圧着時間と、のデータベースから、液体紙容器の種類に対応したトップシール条件を検索し、検索したトップシール条件で合掌貼板をシールすることを特徴とするシール制御方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるトップシール装置及びシール制御方法によれば、最適な加熱温度と、加圧圧力と、加圧時間によってトップシールすることが出来、圧着不良や液体紙容器の圧着部での形状不良の発生を抑制することが出来る。その結果、液漏れや充填機の機能や性能を阻害する事態をなくすことが可能となる。
【００２３】
更に内容物の性状によってシール材質や寸法変わった場合でも、圧着子を取り替える必要がなく、作業効率を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液体紙容器の一例でゲーブルトップ型（傾斜屋根型）の液体紙容器を示す図。
【図２】従来のトップシールに用いられるトップシール装置の一例を示す。
【図３】ロータリー方式の紙容器充填機を示す平面図。
【図４】本発明のトップシール装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明に係る加熱部を示す図。（ａ）は側面図。（ｂ）は矢印７０の方向から見た正面図。
【図６】本発明のトップシール装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明に係る液体紙容器のトップシール装置及び制御方法を実施するための形態を説明する。
【００２６】
図４は本発明のトップシール装置の概略構成を示す図であって、トップシール装置６０はトップ部の合掌貼板を加熱する加熱手段である加熱部６１と、トップ部の合掌貼板を圧着する圧着手段である圧着部６２と、加熱部６１及び圧着部６２を制御する制御手段である制御部６３と、制御部６３の制御値を検索する手段である検索部６４と、を備えている。
【００２７】
上記制御部６３は、加熱部６１を制御する加熱制御部６３ｂと圧着部６２を制御する圧着制御部６３ｃと、加熱制御部６３ｂと圧着制御部６３ｃに制御値を出力する制御値出力部６３ａと、で構成されている。
【００２８】
上記検索部６４は、加熱温度や圧着力や圧着時間のデータを蓄積したデータベース（以下、ＤＢ）６４ａと、液体紙容器の種類（寸法やシール材質）データを入力する入力部６４ｂと、検索及び検索結果出力部６４ｃ、とで構成され、液体紙容器の種類に対応して最適なトップシール条件を検索して、制御値出力部６３ａにトップシール条件の制御値を出力するものである。
【００２９】
図５に加熱部６１を示す。図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は矢印７０からみた正面図を示す。加熱部６１は熱風を吹き出す吹き出し口６１ａの前面に、複数の微細な孔７１ａ、７１ｂ・・・が設けられたパネル６１ｂを有しており、液体紙容器の種類によって、加熱制御部６３ｂが複数の微細な孔を選択して個数を増減して、熱風の量を制御して熱風吹き出し行い、この熱風量によって加熱温度が制御される。図５（ｂ）では微細孔７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄが選択されて開放されており、その他の微細孔は塞がれていることを示す。
【００３０】
加熱部６１の熱風の量を制御する方法は、上記の複数の微細な孔を選択する方法に限定されず、例えばガスの燃焼炎を用いて熱したホットエアー加熱等による加熱処理の場合には、ガスの燃焼量を制御しても良い。
【００３１】
図６は本発明のトップシール装置を示す図である。トップシール装置の圧着部６２は、エアシリンダー８０が上下することによって液体紙容器８１の合掌貼板８１ａを左右から押圧する1対の圧着子を備えたもので、圧着制御部６３ｃによってエアシリンダー８０のエアー圧力が変えられて合掌貼板を圧着する圧着力が制御される。更にエアシリンダー８０の駆動時間を変えることによって圧着時間が制御される。この場合のエアシリンダーのエアー圧力は、例えばサーボ方式のリリーフ弁、或いは離散型のリリーフ弁を複数個用いて、液体紙容器の種類に応じて駆動するリリーフ弁を切り替えることにより、合掌貼板に最適のシール圧力を与えることが出来る。
【００３２】
上記では圧着子の駆動源がエアシリンダーの場合を例示したが、これに限定されず、圧着子の駆動源に応じた圧着制御を行えばよい。
【００３３】
データベース６４ａの一例を表１〜表５に示す。
【００３４】
表１は合掌貼板の加熱温度のＤＢの一例である。内容は加熱温度番号と加熱温度で構成され、例えば加熱温度番号Ａ００１の場合は、加熱温度がＡＫ１である。加熱制御部６３ｂが加熱温度ＡＫ１〜ＡＫ４・・・から検索された加熱温度に基づいて複数の微細な孔を制御し、その結果、合掌貼板には最適な熱風吹き出しが行われる。
【００３５】
【表１】
2014019446.tif 000003
【００３６】
表２は圧着部６２の圧着力のＤＢの一例である。内容は圧着力番号と圧着力で構成され、例えば圧着力番号Ｂ００１の場合は、圧着力がＢＫ１である。圧着制御部６３ｃが圧着力ＢＫ１〜ＢＫ４・・・から検索された圧着力に基づいてエアシリンダーのエアー圧力を制御し、その結果、合掌貼板には最適のシール圧力が与えられる。
【００３７】
【表２】
2014019446.tif 000004
【００３８】
表３は圧着部６２の圧着時間のＤＢの一例である。内容は圧着時間番号と圧着時間で構成され、例えば圧着時間番号Ｃ００１の場合は、圧着時間がＣＫ１である。圧着制御部６３ｃが圧着時間ＣＫ１〜ＣＫ４・・・から検索された圧着時間に基づいてエアシリンダーの駆動時間を制御し、その結果、合掌貼板は最適時間の圧着が行われる。
【００３９】
【表３】
2014019446.tif 000005
【００４０】
表４は液体紙容器の寸法のＤＢである。
【００４１】
【表４】
2014019446.tif 000006
【００４２】
表５は液体紙容器のシール材質のＤＢである。
【００４３】
【表５】
2014019446.tif 000007
【００４４】
表６は液体紙容器の寸法とシール材質からそれに対応する加圧温度と圧着力と圧着時間の一例を示すＤＢである。表６では、例えば液体紙容器の寸法Ｄ００１でシール材質がＥ００１の場合は、加熱温度番号がＡ００１、圧着力番号Ｂ００１、圧着時間番号Ｃ００１が検索され、その結果、加熱温度がＡＫ１、圧着力ＢＫ１、圧着時間ＣＫ１の制御値で加熱部６１及び圧着部６２が制御され、最適条件でトップシールされる。この場合、液体紙容器の寸法Ｄ００１とシール材質Ｅ００１を入力部６４ｂから入力することによって、自動的に、検索及び検索結果出力部６４ｃによって加熱温度Ａ００１、圧着力Ｂ００１、圧着時間Ｃ００１からなるトップシール条件が検索され、その検索結果は制御値出力部６３ａに出力される。
【００４５】
【表６】
2014019446.tif 000008
【００４６】
上記検索部６４は一般的に用いられるパソコンと市販の検索ソフトを用いることによって達成することが出来る。
【００４７】
このように本発明の液体紙容器のトップシール装置及びシール制御方法よれば、最適な加熱温度と、圧着力と、加圧時間によってトップシールすることが出来、圧着不良や液体紙容器の圧着部での形状不良の発生を抑制することが出来る。その結果、液漏れや充填機の機能や性能を阻害する事態をなくすことが可能となる。
【００４８】
更に内容物の性状によってシール材質や寸法変わった場合でも、従来のように圧着子を取り替える必要がなく、作業効率を向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００４９】
１、２、３、４・・・・側壁板
５・・・連結板
５ａ・・・合掌貼板部の連結板
１１、１３・・・上板
１１ａ、１３ａ・・・合掌貼板
１２．１４・・・折込み用の二等辺三角板
１２ａ、１４ａ・・・連結三角板
１２ｂ、１４ｂ・・・連結合掌貼板
２１、２２・・・加圧ブロック板
３０・・・トップシール装置の本体フレーム
３１・・・エアーシリンダ
３１ａ・・・作動ロッド
３２・・・下向き駆動軸
３２ａ・・・支軸
３３・・・作動レバー
３４・・・支軸
３５、３６・・・作動アーム
３５ａ、３６ａ・・・加圧ブロック板
３５ｂ、３６ｂ・・・加圧補助板
３７・・・支点軸
４０・・・カートン搬送手段
４０ａ、４０ｂ・・・ターンテーブル
５０・・・カートンホルダー
５１・・・カートンホルダー部
６０・・・トップシール装置
６１・・・加熱部
６１ａ・・・吹き出し口
６１ｂ・・・パネル
６２・・・圧着部
６３・・・制御部
６３ａ・・・制御値出力部
６３ｂ・・・加熱制御部
６３ｃ・・・圧着制御部
６４・・・検索部
６４ａ・・・データベース
６４ａ・・・データ入力部
６４ｃ・・・検索及び検索結果出力部
７０・・・図５（ａ）を正面から見る方向を示す矢印
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ・・・微細な孔
８０・・・エアシリンダー
８１・・・液体紙容器
８１ａ・・・合掌貼板
１００ａ・・・カートンホルダー部がボトム成形されたカートンＣを保持しているマンドレルＭの真下に対峙した時点を示すステーション
１００ｂ・・・内容物充填ステーション
１００ｃ・・・トップ成形シールステーション
１００ｄ・・・カートン排出部
Ａ・・・角筒状側壁部
Ｂ・・・ボトムシール部
Ｃ・・・カートン
Ｃ１・・・胴部
Ｃ２・・・ボトム部
Ｃ３・・・トップ部
Ｄ・・・口栓部
Ｍ・・・マンドレル
Ｐ１・・・二等辺三角板を折込む方向
Ｒ１・・・加圧ブロック板を加圧する方向
Ｓ・・・角筒状スリーブ
Ｔ・・・トップシール部
【図１】
2014019446.tif 000009
【図２】
2014019446.tif 000010
【図３】
2014019446.tif 000011
【図４】
2014019446.tif 000012
【図５】
2014019446.tif 000013
【図６】
2014019446.tif 000014