(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂積層プレカットブランク、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合するための改良された装置を提供する。【解決手段】樹脂積層プレカットブランク、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合する装置であり、その装置には、プレカットブランクの樹脂積層を選択的に剥離する剥離ステーション、ブランクに折り目線を作る折り目加工ステーション、ブランク上の樹脂積層を選択的に加熱する加熱ステーション、折り目線のまわりでブランクを折り曲げる折り曲げ加工ステーション、折り曲げられたブランクを加圧接合する加圧ステーション、およびこれらのステーションを通ってブランクを搬送する搬送手段が含まれる。加熱ステーション１８には、火炎４３が燃焼チャンバから出ることができるように一連の火炎開口部が横長燃焼チャンバ３６の頂部に設けられている該横長燃焼チャンバと、液体冷却システム４６、４８とを有するバーナ３４が含まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂積層プレカットブランク、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合する装置であって、
プレカットブランク（３２）の樹脂積層を選択的に剥離するための剥離ステーション（１４）と、
ブランク（３２）上に折り目線を作るための折り目加工ステーション（１６）と、
接合されるべきブランク（３２）上に施された樹脂積層を選択的に加熱するための加熱ステーション（１８）と、
折り目線のまわりでブランク（３２）を折り曲げるための折り曲げ加工ステーション（２０）と、
折り曲げられたブランクを加圧接合するための加圧ステーション（２２）と、
前記ステーション（１４、１６、１８、２０、２２）を通ってブランク（３２）を搬送するための搬送手段（１２）と、
を含み、
前記加熱ステーション（１８）が、望ましくは軸方向に前後して配置された一連の火炎開口部（４４）が横長燃焼チャンバ（３６）の頂部に設けられており、火炎が前記燃焼チャンバから出ることができる前記横長燃焼チャンバと、液体冷却システム（４６、４８、および４６’、４８’）とを有するバーナ（３４および３４’）を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記バーナ（３４および３４’）が、前記火炎開口部（４４）の両側に延在している火炎制御表面（４２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記燃焼チャンバ（３６）は管状形状を有し、さらに前記火炎開口部（４４）の両側に配置され、冷却液を通すことができるヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）のそれぞれは、第１軸端部に冷却液用入口開口部（６２）、および第２軸端部に排出開口部（６４）を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）のそれぞれは、ねじ留めによって前記燃焼チャンバ（３６）に連結されている中空空間（７６）を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記ヒートシンク（４６、４８）には、前記燃焼チャンバ（３６）に面している前記ヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）の内側壁と前記ヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）の反対側の外側壁との間に延在し、さらに前記中空空間（７６）に対して密封されている一連の内筒（６０）が通されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ヒートシンク（４６、４８、および４６’、４８’）は、前記内筒（６０）の中を通って延在しているねじ（５０）によって前記燃焼チャンバ（３６）に連結されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
ガス、特に天然ガス、プロパン、またはブタンガスが前記バーナ（３４）の動作に使用されることを特徴とする先行請求項の中のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
調節手段（５４、５６、５８）が、前記搬送手段（１２）に対して前記バーナ（３４および３４’）の位置を調節するために、設けられていることを特徴とする先行請求項の中のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
望ましくは軸方向に前後して配置された一連の火炎開口部（４４）が横長燃焼チャンバ（３６）の頂部に設けられ、火炎がバーナ（３４、３４’）から出ることができる前記横長燃焼チャンバを有し、さらに液体冷却システム（４６、４８、および４６’、４８’）を備えた前記バーナを、樹脂積層プレカットブランク（３２）、特に飲料用のＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合する間、樹脂積層を選択的に加熱する加熱手段として使用することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂積層プレカットブランクを折り曲げ接合する装置、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミルクベースおよび果物のベース飲料用に使用される飲料容器は、樹脂積層プレカットブランクから、特にポリエチレン（ＰＥ）でコーティングされたブランクから製造される。
【０００３】
そのようなブランクから密閉容器を製造する場合、ブランクを幾度も折り曲げ、接合によって密閉する必要がある。さらに、反対側表面に接合されるべき外側表面を、容器に対する食品等級を保証するために、プレフォルドとして公知の工程にかけなければならない。プレフォルドステップを実行する場合、樹脂積層をまず剥離し、その次にあらかじめ作っておいた折り目のまわりで折り曲げた後、圧力を加えることによってブランクの隣接する部分に接合する。接合は、部分的に十分な温度に加熱された樹脂積層によって行う。
【０００４】
従って、先行技術で公知の樹脂積層プレカットブランクを折り曲げ接合する装置には、下記のステーションが含まれる。すなわち、
プレカットブランクの樹脂積層を選択的に剥離するための剥離ステーション、
ブランクに折り目線を作るための折り目加工ステーション、
接合されるべきブランク上の樹脂積層を選択的に加熱するための加熱ステーション、
折り目線のまわりでブランクを折り曲げるための折り曲げ加工ステーション、
折り曲げられたブランクを加圧接合するための加圧ステーション、および
これらのステーションを通ってブランクを搬送するための搬送手段。
【０００５】
加熱ステーションでは、きわめて多くの需要を満たさなければならない。加熱ステーションを通って高速で供給される平板なブランクを、次ぎの加圧ステーションでブランクの反対側縁端部と確実に接合が成し遂げられるように、樹脂積層に適切な可塑性が確実に与えられるに十分な温度にまで、接合されるべき領域を部分的に加熱しなければならない。このようなシステムのスループット速度は非常に高く、最高約１０００ｍ／ｍｉｎの範囲であり、ブランクを短時間で部分加熱することは実現が容易ではない。
【０００６】
その目的に対して熱風を使用するシステムが、先行技術の公開使用によって公知となっている。
【０００７】
しかし、そのようなシステムは複雑であり、そのようなシステムによって、超高速スループットで、ブランクの適切かつ選択的な加熱を保証することは困難である。
【０００８】
誰でもバーナを使ってブランクを直接加熱することを考えるであろう。バーナを使うことによって、ブランクを直接火炎によって加熱できるとすれば、明らかにより高い熱出力を実現できると思われるが、この解決策の場合、横長バーナの上をブランクが移動しなければならないが、この横長バーナによって局部的な過熱が容易に引き起こされる可能性があり、そのようなバーナは熱によって変形される可能性があり、そのため、必要な精度がもはや保証されないという課題があると思われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような背景に直面して、本発明の目的は、樹脂積層プレカットブランク、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合するための改良された装置を提供することであり、本発明では、加熱ステーションにおいて、接合されるべきプレカットブランク上の樹脂積層を高精度かつ適切な加熱速度で選択的に加熱でき、それによって、高速スループットさえも得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、下記のステーションを有する樹脂積層プレカットブランク、特に飲料用ＰＥ積層板紙容器を折り曲げ接合する装置によって達成される。すなわち、
プレカットブランクの樹脂積層を選択的に剥離するための剥離ステーション、
ブランクに折り目線を作るための折り目加工ステーション、
接合されるべきブランク上の樹脂積層を選択的に加熱するための加熱ステーション、
折り目線のまわりでブランクを折り曲げるための折り曲げ加工ステーション、
折り曲げられたブランクを加圧接合するための加圧ステーション、および
これらのステーションを通ってブランクを搬送するための搬送手段。
【００１１】
このような構成において、加熱ステーションは、軸方向に前後して配置された一連の火炎開口部が横長燃焼チャンバの頂部に設けられ、火炎がチャンバから出ることができる横長燃焼チャンバと、液体冷却システムとを有するバーナを含む。
【００１２】
本発明の目的は、この方法によって完全に達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
火炎がチャンバから出ることができるように、軸方向に前後して配置された一連の火炎開口部がチャンバの上部に設けられている横長燃焼チャンバを備えたバーナを使用すると、長手方向に火炎の上を高速で移動するブランクを直接選択的に加熱できる。局部的な過熱およびバーナの変形は、バーナ内に使用されている液体冷却システムによって大部分排除できる。この構成によって、高速でバーナ上を移動するブランクに対してバーナを精密に調節でき、それによって、ブランクを直接選択的に加熱することが容易になり、精密な制御が可能になる。
【００１４】
本発明のさらに有利な開発によれば、バーナは、火炎開口部の両側に延在する火炎制御面を含む。
【００１５】
この火炎制御面によって、火炎の上を通過するブランクへ火炎が直接誘導され、バーナの燃焼挙動の改善が保証される。
【００１６】
本発明の更なる実施形態によれば、燃焼チャンバは、管状形状を有し、火炎開口部の両側に配列されたヒートシンクを備えており、ヒートシンクには冷却液が通っている。
【００１７】
この構成によって、両側に配列されたヒートシンクがバーナの強力な冷却を保証している、単純かつ堅固なバーナ構造が備えられ、それによって、ブランクの加熱されるべきでない領域を損なうと思われるあらゆる影響が防止され、同時にバーナの変形が大部分排除される。
【００１８】
本発明の更なる実施形態によれば、ヒートシンクのそれぞれは、第１軸端部に冷却液用の注入開口部と第２軸端部に排出開口部とを含む。
【００１９】
その結果、高い冷却効率を兼ね備えたヒートシンク用の単純構造が実現される。
【００２０】
本発明の更なる実施形態によれば、ヒートシンクのそれぞれは、ねじ留めによって燃焼チャンバに連結されている中空空間を含む。
【００２１】
ねじ留めによりヒートシンクと燃焼チャンバとを連結することによって、高い冷却効率を、ヒートシンクとバーナ壁との間に得ることができ、その結果として冷却効率が改善される。
【００２２】
本発明の更なる実施形態によれば、ヒートシンクには、燃焼チャンバに面しているヒートシンクの内側壁とヒートシンクの反対側の外側壁との間に延在し、中空空間に対して密封されている一連の内筒が軸方向に通されている。
【００２３】
このような実施形態によれば、内筒を通って延在するねじによってヒートシンクを燃焼チャンバに連結することが可能になる。
【００２４】
このようにして、燃焼チャンバの全長にわたって、ヒートシンクと燃焼チャンバの外側壁との間に高い効率的な接触を確保することが可能になる。必要に応じて、ヒートシンクと燃焼チャンバの外側壁との間に熱伝達材を加えることによって熱流をさらに改善できる。
【００２５】
ガス、特に天然ガス、プロパンまたはブタンガス、または他のあらゆる適切な混合気体をバーナ動作に使用することが望ましい。
【００２６】
ガスの使用により、バーナを単純な構造にでき、液体燃料によるブランクの汚染を防止できる。
【００２７】
本発明の更なる実施形態によれば、搬送手段に対してバーナの位置を調節するために、調節手段が設けられている。
【００２８】
この調節手段によって、バーナの上を移動するブランクに対してバーナを正確に位置決めすることができ、そのため、高速スループットでもブランクを選択的に加熱できる。
【００２９】
上に述べた本発明の特徴およびこれから以下で説明する本発明の特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、例示のそれぞれの組み合わせだけでなく、別の組み合わせまたは個別でも使用できることは明白である。
【００３０】
本発明の更なる特徴および利点は、図面に関して本発明の実施形態に続く説明から明らかとなるであろう。
【実施例】
【００３１】
樹脂積層プレカットブランクを折り曲げ接合する本発明による装置を図１に概略的に示し、全体として参照番号１０で示す。
【００３２】
プレカットブランク３２はＰＥ積層板紙ブランクであり、該板紙ブランクから折り曲げ接合によって飲料容器が製造される。製造されるべき容器の内面を後に形成するブランクの面は、薄い積層ポリエチレンコーティングによって完全に覆われている。ブランク３２は、毎分数１００メートル、最高毎分約１０００メートルの高速スループットで搬送手段１２によって装置１０のさまざまなステーション１４、１６、１８、２０、２２を通って搬送される。搬送手段１２は、ローラ２８、３０によって駆動されるベルト２４、２６を含み、該ベルトの間でブランク３２を移動させる。図１では、装置１０の入口においてのみ、数個のローラ２８のみを上部搬送ベルト２４の上に概略的に表示し、数個のローラ３０を下部搬送ベルト２６の下に概略的に示す。しかし、２つの搬送ベルトは、適切な間隔を空けて互いに平行に、上と下から適切なローラによって誘導され、装置全体を通って延在していることは明らかである。
【００３３】
剥離ステーションとして設計されている第１ステーション１４では、選択された部位の樹脂積層を剥離するために、ブランク３２の外側縁端部の部位をまず剥離する作業が行われる。この作業は、ベル形ナイフを使用するような公知の方法で行うことができる。
【００３４】
次にブランク３２は剥離ステーション１４から折り目加工ステーション１６へ移され、そこでは、後に折り目線として使用される１つ以上の折り目が形成される。この作業は、たとえば、一方に外周に適切な突起を備えた適切なローラと、他方に対応する凹所を備えた連動している補完ローラとを使用して行うことができる。
【００３５】
折り目加工ステーション１６に引き続いて、次にブランク３２は加熱ステーション１８へ搬送され、そこでは、圧力を加えることによって次の接合が順調に保証されるように、樹脂積層が十分に加熱されるまで、後に接合が行われる部位内で外側縁端部に沿ってブランクが選択的に加熱される。以下で図２〜６を参照しながら、より詳細に加熱ステーション１８を説明する。
【００３６】
加熱ステーション１８を離れた後、ブランク３２は折り曲げ加工ステーション２０に入り、そこで、ブランク３２は対応する折り目線のまわりで１回または数回折り曲げられる。
【００３７】
折り曲げ加工は、たとえば、折り曲げ加工ステーションの全長にわたって小角づつ一方から他方へ徐々に片寄っていく対向配置されたローラの間にブランク、すなわち、折り目線の部位を通過させることによって実施でき、それにより、最終的には、折り曲げ加工ステーションの終端部に位置するローラ対は、折り曲げ加工ステーションの最初に位置するローラ対から約９０度だけ片寄り、それによって、９０度だけ折り曲げ加工が実行される。
【００３８】
折り曲げ加工ステーション２０を離れた後、ブランク３２は、最終的に加圧ステーション２２に到達し、そこでは、加熱ステーション１８において適切に加熱された縁の樹脂積層と折り曲げられたブランクの対向する縁端部とが加圧接合によって互いに結合される。
【００３９】
この加圧接合は、たとえば、ブランクを適切なローラ対の中を通すことによって実行できる。
【００４０】
図２〜６を参照しながら、加熱ステーションの構造をより詳細に説明する。加熱ステーション１８は、ガスバーナとして構成され、全体として参照番号３４によって表示されているバーナを含む。バーナ３４は、平坦化された角を有する正方形の断面を有し、横長管状燃焼チャンバ３６（対照図４）の第１軸端部に連結管３８を備えた横長管状燃焼チャンバを含む。軸方向３７に前後して配置された一連の火炎開口部２４が、燃焼チャンバ３６の上部表面に設けられており、バーナ３４の動作で火炎を噴出させ、バーナの上を通過するブランク３２を直接加熱できる。
【００４１】
バーナ３４には、各火炎開口部３４の両側にヒートシンク４６、４８が設けられており、該ヒートシンクは、燃焼チャンバ３６の全長にわたって延在し、さらに燃焼チャンバ３６の各壁の平坦な外側表面に接触しバーナに面している平坦な表面を有する。
【００４２】
ヒートシンク４６、４８は、中空体として設計されており、冷却液（普通は水）用にそれぞれ入口および出口としてヒートシンクの各軸端部に設けられた連結管６２、６４（対照図３）を有する。ヒートシンク４６、４８は、内筒６０を貫通する一連のねじ５０によって燃焼チャンバ３６の壁にねじ留めされている。ヒートシンク４６、４８と液密である燃焼チャンバ３６の壁との間に連結を設けるために、燃焼チャンバ３６に面しているヒートシンク４６，４８の表面とヒートシンクの反対側の外側表面との間に、液密（図４の対照溶接継目７０、７２）になる方法でそれぞれの壁に溶接されている各内筒６０が延在している。このようなヒートシンクは、液密である溶接継目７４，７８によってともに溶接されている２つの山形部分６６，６８で構成されている。
【００４３】
図４においてよりはっきりと分かるとおり、火炎開口部４４は、各ヒートシンク４６，４８の隣接する内側表面４２によって、両側を囲まれている。したがって、表面４２は火炎制御表面の機能を有する。この機能によって、火炎が火炎開口部４４からまっすぐ上部へ噴出し、それによって、燃焼挙動の向上が確保される。
【００４４】
矢印４０によって示すとおり、燃焼混合気体（たとえば、天然ガス／空気混合物）を連結管３８の中に導入する。そのように供給された混合気体の点火は、バーナ３４の始端に配置された点火プラグ５２によって実行できる。
【００４５】
動作中、搬送手段１２の搬送ベルト２４、２６の間で移送されるブランク３２は、バーナに対して横方向かつ平行に搬送され、そのため、加熱されるべきブランク３２の部分は、バーナ３４の上端部から噴出している火炎４３の上を軸方向３７に移動する。
【００４６】
バーナ３４の上を移動しているブランク３２に対するバーナの正確な位置決めを保証するために、調節手段５４を使ってバーナ３４を垂直方向に配置でき、調節手段５６、５８の設定つまみ５７，５９によってそれぞれ調節設定ができる。
【００４７】
図４は、ヒートシンク４６、４８が燃焼チャンバ壁の２つの横表面と接触しているバーナ３４の第１実施形態を示しているが、全体として参照番号３４’によって示すバーナの第２実施形態を図５に示す。
【００４８】
この実施形態の燃焼チャンバ３６は、図４の実施形態とまったく同じである。バーナ３４’は、ヒートシンク４６’、４８’の変形された設計によってのみ、図４に示したバーナ３４と異なっている。変形されたヒートシンクは、火炎開口部４４の両側の平坦な横表面のまわりに延在しているだけでなく、さらに下方向にも延在しており、そのため、冷却接触面は、平坦な横表面に続く燃焼チャンバ３６の平坦化された角も加えてさらに構築されている。この構築により、ヒートシンク４６’、４８’の断面積は、図１〜４による実施形態と比較して明らかに増加しており、そのため、冷却効率はより一層改善される。
【００４９】
本発明によるバーナの更なる実施形態を図６に示し、全体として３４”で表わす。
【００５０】
この場合、燃焼チャンバ３６は円筒形の内側表面を有する。合計３つのヒートシンク４６”、４６”、および４９”が燃焼チャンバ３６のまわりに設けられている。この構成から結果として製造は溶接継目の少ない単純なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】樹脂積層プレカットブランクを折り曲げ接合する本発明による装置の概略図を示す。
【図２】１つのバーナを備えた本発明によるバーナステーションの斜視図を示す。
【図３】図２によるヒートシンクの斜視図を縮小して示す。
【図４】ヒートシンクをバーナにねじ留めした状態のバーナの断面図を拡大して示す。
【図５】図４に示したバーナの変形の断面図を示す。
【図６】図４に示したバーナの別の変形の断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月26日(2007.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【外国語明細書】
2008155618.tif 000010
2008155618.tif 000011
2008155618.tif 000012
2008155618.tif 000013
2008155618.tif 000014
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