(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状に折り畳まれた長尺筒状のシュリンクフィルムを、マンドレルに嵌挿することによって開口しながら、開口された筒状のシュリンクフィルムをカッタによって所定長に順次切断し、所定長に切断された筒状の前記シュリンクフィルムを前記マンドレルから順次送出することによって被嵌挿体に嵌挿するようにしたフィルム嵌挿装置において、
前記マンドレルには、内部コイルと、この内部コイルに接続された、前記マンドレルを加熱する電気ヒータとを内蔵し、
前記シュリンクフィルムが嵌挿される前記マンドレルの外側には、電源ユニットに接続された、前記内部コイルに誘導電流を発生させる外部コイルを配設し、
前記電気ヒータによって加熱された前記マンドレルに嵌挿された前記シュリンクフィルムが、設定温度まで昇温されるように、前記電気ヒータによる加熱量を制御するようにしたことを特徴とするフィルム嵌挿装置。
【請求項２】
前記シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開する前に、前記設定温度を所定温度だけ高くし、前記マンドレルに嵌挿されている前記シュリンクフィルムの温度が変更後の前記設定温度まで昇温した時点で、変更された前記設定温度を元に戻すと共に、前記シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開させるようにした請求項１に記載のフィルム嵌挿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筒状のシュリンクフィルムによって形成されたキャップシールやラベル等をボトル容器等の口部や胴部に嵌挿する際に使用されるフィルム嵌挿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフィルム嵌挿装置としては、例えば、図４に示すようなものがある。このフィルム嵌挿装置６０は、シュリンクフィルムによって形成された筒状のラベルＬを容器Ｂの胴部に嵌挿するためのものであり、同図に示すように、筒状のラベルＬが連続的に繋がった、シート状に折り畳まれた状態の長尺フィルムＬＦを、円柱状のマンドレル６１に嵌挿することで所定状態に開口しながら、送給ローラ６２によって切断位置まで引き下ろし、切断位置に設置されたロータリカッタ６３によって所定長に順次切断することで個別のラベルＬを形成した後、この開口された個別のラベルＬを送出ローラ６４によって所定のラベル嵌挿位置に順次送出することで、ラベル嵌挿位置に順次搬送されてくる容器Ｂの胴部にラベルＬを嵌挿するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような容器に装着する筒状ラベルは、通常、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル系樹脂またはポリプロピレン系樹脂からなるシュリンクフィルムによって形成されており、周方向に熱収縮させることによって筒状ラベルを容器の外周面に密着させるようになっているので、筒状ラベルを形成するための筒状の長尺フィルムも主として円周方向に延伸されているが、こういった長尺フィルムは、それ自体の温度が低下すると、切断する際のロータリカッタの衝撃によって切断部位が裂けてしまい、カットラインが毛羽だったり、ギザギザになる等、綺麗なカットラインを得ることができないという問題がある。
【０００４】
こういった問題を解決するため、筒状の長尺フィルムＬＦをマンドレル６１に嵌挿する際、長尺フィルムＬＦに熱風等を吹き付けることによって、熱収縮を起こさない所定温度まで昇温させることが考えられるが、金属によって形成されているマンドレル６１は熱容量が大きく、マンドレル６１自体の温度が低い場合は、一旦昇温した長尺フィルムＬＦが温度の低いマンドレル６１と接触することによって即座に温度低下を起こし、所定温度まで昇温した長尺フィルムＬＦをそのままの温度状態で切断位置まで搬送することが難しいといった問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、長尺フィルムを綺麗に切断することができるように、長尺フィルムを所定温度まで昇温させた状態で切断位置に確実に搬送することのできるフィルム嵌挿装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、シート状に折り畳まれた長尺筒状のシュリンクフィルムを、マンドレルに嵌挿することによって開口しながら、開口された筒状のシュリンクフィルムをカッタによって所定長に順次切断し、所定長に切断された筒状の前記シュリンクフィルムを前記マンドレルから順次送出することによって被嵌挿体に嵌挿するようにしたフィルム嵌挿装置において、前記マンドレルには、内部コイルと、この内部コイルに接続された、前記マンドレルを加熱する電気ヒータとを内蔵し、前記シュリンクフィルムが嵌挿される前記マンドレルの外側には、電源ユニットに接続された、前記内部コイルに誘導電流を発生させる外部コイルを配設し、前記電気ヒータによって加熱された前記マンドレルに嵌挿された前記シュリンクフィルムが、設定温度まで昇温されるように、前記電気ヒータによる加熱量を制御するようにしたのである。
【０００７】
以上のように、このフィルム嵌挿装置では、マンドレルに内蔵した電気ヒータによってマンドレル自体を加熱するようにしたので、加熱されたマンドレルに嵌挿されたシュリンクフィルムが、マンドレルの熱によって設定温度まで昇温され、その状態で切断位置まで確実に搬送されることになる。従って、従来のフィルム嵌挿装置のように、カットラインが毛羽だったり、ギザギザになることがなく、常に綺麗なカットラインを得ることができる。なお、設定温度は、シュリンクフィルムが実質上熱収縮を起こさない温度、即ち、シュリンクフィルムが全く熱収縮を起こさない温度または被嵌挿体にシュリンクフィルムを嵌挿する際、不都合が生じない程度に熱収縮を起こす温度に設定する必要がある。
【０００８】
また、マンドレルは嵌挿された筒状のシュリンクフィルムによって外周部分が完全に覆われるので、マンドレルに内蔵された電気ヒータに外部から電源線を直接接続することはできないが、このフィルム嵌挿装置では、電気ヒータに接続した内部コイルをマンドレルに内蔵し、シュリンクフィルムが嵌挿されたマンドレルの外側に配設した外部コイルによって、内部コイルに誘導起電力（誘導電流）を発生させるようにしたので、マンドレルに内蔵された電気ヒータに外部から電源線を直接接続する必要がなく、マンドレルの加熱手段として最適の構成であるといえる。
【０００９】
一方、このように、マンドレルを加熱することによってシュリンクフィルムを昇温させる場合、シュリンクフィルムの嵌挿動作を行っているときは、シュリンクフィルムのマンドレル通過時間（加熱時間）が０．数秒と短いので、シュリンクフィルムを設定温度まで昇温させるために、マンドレル自体の温度が設定温度を上回ることになるが、シュリンクフィルムの嵌挿操作を停止している状態では、マンドレルの温度が設定温度まで低下することになる。従って、シュリンクフィルムの嵌挿動作を停止している状態、即ち、マンドレルの温度が設定温度に保持されている状態から、シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開する場合、熱容量の大きいマンドレルの温度を急激に上げることはできないので、シュリンクフィルムの嵌挿動作の開始当初はシュリンクフィルムの温度が設定温度を下回ることになり、綺麗なカットラインが得られないといった問題がある。
【００１０】
そこで、請求項２にかかる発明のフィルム嵌挿装置では、前記シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開する前に、前記設定温度を所定温度だけ高くし、前記マンドレルに嵌挿されている前記シュリンクフィルムの温度が変更後の前記設定温度まで昇温した時点で、変更された前記設定温度を元に戻すと共に、前記シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開させるようにしたのである。
【００１１】
以上のように、このフィルム嵌挿装置では、シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開する時点で、シュリンクフィルムの温度、即ち、マンドレルの温度が、既に設定温度を所定温度だけ上回った状態となっているので、シュリンクフィルムの嵌挿動作を開始または再開した直後から、シュリンクフィルムの温度を直ちに設定温度に保持することができ、常時、綺麗なカットラインを得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。このフィルム嵌挿装置１は、図１に示すように、筒状のキャップシールＳが連続的に繋がった、シート状に折り畳まれた状態の長尺フィルムＬＦから個別のキャップシールＳを切り離しながら、このキャップシールＳをシール嵌挿位置αに順次送出することで、ベルトコンベアＣによって所定の搬送ピッチでシール嵌挿位置αに順次搬送されてくる容器Ｂの口部に嵌挿するようになっており、ロールフィーダ（図示せず）に装着された原反ロールＲから繰り出された長尺フィルムＬＦを嵌挿することによって所定状態に開口する金属製のマンドレル１０と、このマンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦをマンドレル１０の下端側に送給するフィルム送給手段２０と、マンドレル１０によって開口された長尺フィルムＬＦを所定長に切断するロータリカッタ３０と、ロータリカッタ３０によって長尺フィルムＬＦから切り離されたキャップシールＳをシール嵌挿位置αに送出するフィルム送出手段４０と、マンドレル１０を加熱する加熱手段５０とを備えている。
【００１３】
なお、前記長尺フィルムＬＦ（キャップシールＳ）は、ポリプロピレン系樹脂やポリスチレン系樹脂等からなる周方向に実質上一軸延伸された厚さ２０〜８０μｍのシュリンクフィルムによって形成されており、ロール状に巻回された原反ロールＲとして供給されるようになっている。
【００１４】
前記マンドレル１０は、図２に示すように、上端側が円錐柱状または楔状に形成された円柱状の本体部１０ａと、この本体部１０ａから上方側に延出するように、円錐柱状または楔状に形成された本体部１０ａの上端側に嵌着されたガイド板１０ｂとから構成されており、本体部１０ａには、切断位置βの上側に左右一対の上位ローラ１１及び中位ローラ１２がそれぞれ取り付けられていると共に、本体部１０ａの下端には左右一対の下位ローラ１３が取り付けられている。
【００１５】
前記フィルム送給手段２０は、図２に示すように、マンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦをマンドレル１０に取り付けられた上位ローラ１１との間に挟み込んだ状態で、マンドレル１０を支持する左右一対の支持ローラ２１と、この支持ローラ２１の下流側で、マンドレル１０に取り付けられた中位ローラ１２との間に長尺フィルムＬＦを挟み込んで、支持ローラ２１と協働して長尺フィルムＬＦをマンドレル１０の下端側に送給する左右一対の送給ローラ２２とから構成されており、支持ローラ２１は、マンドレル１０の上位ローラ１１の斜め下側に接触することにより、上位ローラ１１を介してマンドレル１０を支持するようになっている。
【００１６】
前記ロータリカッタ３０は、図２に示すように、マンドレル１０の外周に沿って移動（公転）する、自転可能な複数の平刃状の切断刃３１を有しており、切断刃３１がマンドレル１０の外周に沿って移動すると、同図に一点鎖線で示すように、それに伴って発生する遠心力により切断刃３１の先端部がマンドレル１０の切断位置βに形成された円周溝１４に進入し、マンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦが切断されるようになっている。
【００１７】
前記フィルム送出手段４０は、図１及び図２に示すように、ロータリカッタ３０によって長尺フィルムＬＦから切り離されたキャップシールＳを、マンドレル１０の下端部に取り付けられた下位ローラ１３との間に挟み込んで、マンドレル１０から順次送出する左右一対の送出ローラ４１を備えており、この送出ローラ４１によって、長尺フィルムＬＦから切り離されたキャップシールＳを容器Ｂの口部に順次嵌挿するようになっている。
【００１８】
前記加熱手段５０は、図１〜図３に示すように、マンドレル１０に内蔵された内部コイル５１及びこの内部コイル５１に接続された棒状の電気ヒータ５２と、長尺フィルムＬＦが嵌挿されたマンドレル１０の外側に配設された、内部コイル５１に誘導起電力（誘導電流）を発生させる外部コイル５３と、この外部コイル５３に接続される高周波電源ユニット５４と、この高周波電源ユニット５４への電源供給をＯＮ、ＯＦＦするリレー５５と、切断位置β付近でマンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦの温度を検出する非接触型の温度センサ５６と、この温度センサ５６からの温度検出信号及び設定温度に基づいて、前記リレー５５をＯＮ、ＯＦＦ制御する、外部入力によって設定温度を変更可能な温度調節器５７とを備えており、電気ヒータ５２によって加熱されたマンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦが、実質上熱収縮を起こさない設定温度（例えば、４０℃）まで昇温されるように、マンドレル１０に対する電気ヒータ５２の加熱量が制御されるようになっている。
【００１９】
マンドレル１０には、図２及び図３に示すように、その上部側に２つの内部コイル５１と４本の電気ヒータ５２とが内蔵されていると共に、その中央部に１つの内部コイル５１と８本の電気ヒータ５２とがそれぞれ内蔵されており、マンドレル１０の上部側に内蔵された４本の電気ヒータ５２が、マンドレル１０の上部側に内蔵された一方の内部コイル５１に接続されていると共に、マンドレル１０の中央部に内蔵された８本の電気ヒータ５２が、マンドレル１０の上部側に内蔵された他方の内部コイル５１及びマンドレル１０の中央部に内蔵された内部コイル５１にそれぞれ接続されている。
【００２０】
以上のように、このフィルム嵌挿装置１では、熱風を吹き付けることによって長尺フィルムを加熱するようにしたフィルム嵌挿装置とは異なり、マンドレル１０に内蔵した電気ヒータ５２によってマンドレル１０自体を加熱することで、マンドレル１０に嵌挿される長尺フィルムＬＦを、実質上熱収縮を起こさない設定温度まで昇温させるようにしたので、ロータリカッタ３０によって切断しようとする長尺フィルムＬＦの切断部位を設定温度である４０℃まで昇温させた状態で切断位置βまで確実に搬送することができる。従って、従来のフィルム嵌挿装置のように、カットラインが毛羽だったり、ギザギザになることがなく、常に綺麗なカットラインを得ることができる。
【００２１】
また、このフィルム嵌挿装置１では、電気ヒータ５２に接続した内部コイル５１をマンドレル１０に内蔵し、長尺フィルムＬＦが嵌挿されたマンドレル１０の外側に配設した外部コイル５３によって、内部コイル５１に誘導起電力（誘導電流）を発生させるようにしたので、マンドレル１０に内蔵された電気ヒータ５２に外部から電源線を直接接続する必要がない。従って、マンドレル１０に嵌挿された長尺フィルムＬＦの送給動作や長尺フィルムＬＦから切り離したキャップシールＳの容器Ｂの口部への嵌挿動作の障害になることなく、マンドレル１０に内蔵された電気ヒータ５２に電源を供給することができる。
【００２２】
ところで、長尺フィルムＬＦが実質上熱収縮を起こさない設定温度（４０℃）まで昇温されるように、マンドレル１０に対する電気ヒータ５２の加熱量を制御しているこのフィルム嵌挿装置１では、長尺フィルムＬＦからキャップシールＳを切り離して容器Ｂの口部に嵌挿するといった一連の嵌挿動作を繰り返し行っているときは、長尺フィルムＬＦのマンドレル通過時間（加熱時間）が０．５秒程度と短いので、長尺フィルムＬＦを設定温度である４０℃まで昇温させるために、マンドレル１０自体の温度が設定温度を３℃程度上回る４３℃程度まで昇温されることになるが、一連の嵌挿動作を停止している状態では、長尺フィルムＬＦのマンドレル１０との接触時間（加熱時間）が長いので、マンドレル１０の温度と長尺フィルムＬＦの温度とが一致し、マンドレル１０の温度が設定温度である４０℃まで低下することになる。
【００２３】
従って、一連の嵌挿動作を停止している状態、即ち、マンドレル１０の温度が設定温度である４０℃に保持されている状態から、一連の嵌挿動作を開始または再開する場合、熱容量の大きいマンドレル１０の温度を急激に上げることはできないので、一連の嵌挿動作の開始当初は、切断位置βに位置している長尺フィルムＬＦの切断部位の温度が設定温度である４０℃を下回ってしまい、綺麗なカットラインが得られないといった問題がある。
【００２４】
そこで、このフィルム嵌挿装置１では、一連の嵌挿動作を開始または再開する前に、設定温度が一連の嵌挿動作を行っているときのマンドレル１０の温度（４３℃）になるように、設定温度を３℃程度高くし、マンドレル１０に嵌挿されている長尺フィルムＬＦの温度が変更後の設定温度である４３℃まで昇温した時点で、変更された設定温度を元の４０℃に戻して、一連の嵌挿動作を開始または再開させるようになっている。従って、一連の嵌挿動作を開始または再開する直前は、長尺フィルムＬＦの温度が一時的に４３℃まで昇温されることになるが、短時間であるため、長尺フィルムＬＦが実質的に熱収縮を起こすことはない。
【００２５】
以上のように、このフィルム嵌挿装置１では、一連の嵌挿動作を開始または再開する時点で、長尺フィルムＬＦの温度、即ち、マンドレル１０の温度が、一連の嵌挿動作を繰り返し行っているときのマンドレル１０の温度（４３℃）まで既に昇温されているので、一連の嵌挿動作を開始または再開した直後から、長尺フィルムＬＦの温度を直ちに設定温度である４０℃付近に保持することができ、常時、綺麗なカットラインを得ることができる。
【００２６】
なお、上述した実施形態では、設定温度を４０℃または４３℃に設定するようにしているが、これに限定されるものではなく、長尺フィルムＬＦを形成しているシュリンクフィルムの熱収縮特性等を考慮して適宜決定すればよい。
【００２７】
また、上述した実施形態では、筒状の長尺フィルムＬＦからキャップシールＳを切り離して、容器Ｂの口部に嵌挿するフィルム嵌挿装置１について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明のフィルム嵌挿装置は、容器の胴部に筒状のシュリンクラベルを嵌挿する場合のように、筒状の長尺フィルムを開口しながら所定長に切断することで筒状のシュリンクフィルムを形成し、これを容器等の被嵌挿体に嵌挿する場合に適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるフィルム嵌挿装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同上のフィルム嵌挿装置におけるマンドレル部分を示す側面図である。
【図３】（ａ）は図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図、（ｂ）は図２のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図４】従来のフィルム嵌挿装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  フィルム嵌挿装置
１０  マンドレル
２０  フィルム送給手段
３０  ロータリカッタ
４０  フィルム送出手段
５０  加熱手段
５１  内部コイル
５２  電気ヒータ
５３  外部コイル
５４  高周波電源ユニット
５５  リレー
５６  温度センサ
５７  温度調節器
ＬＦ  長尺フィルム
Ｂ  容器
Ｓ  キャップシール
α  シール嵌挿位置
β  切断位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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