JP6755166B2

JP6755166B2 - シュリンク包装機構及び製箱包装装置

Info

Publication number: JP6755166B2
Application number: JP2016224741A
Authority: JP
Inventors: 善経田中; 陽二朗藤巻; 池田　耕; 耕池田; 慶一藤谷; 益宏野田
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: JP2018079971A

Description

この発明は、様々な形状の物品をシュリンクフィルムによりベースシートに固定するシュリンク包装機構と、そのベースシートとカバーシートを組み合わせて包装箱を形成することにより物品を包装する製箱包装装置に関するものである。

下記特許文献１には、円筒状の物品をシュリンクフィルムで包囲し、これをワークとして横向きの姿勢でシュリンクトンネルに送り込み、ワークの上方、両側、斜め下方及び垂直下方から熱風を吹き出して、シュリンクフィルムの垂れ下がりを防止しつつ、シュリンクフィルムを収縮させて物品に密着させるシュリンク包装機構が記載されている。

このシュリンク包装機構は、一定の形状の物品をシュリンク包装するものであり、インターネットを介した通信販売の商品出荷時の包装のように、様々な形状の物品を連続して包装する用途に適したものではない。

また、下記特許文献２において、本出願人は、通信販売等における商品の出荷に際し、様々な高さの商品である物品を、その物品に応じた高さの包装箱で包装できる高さ可変箱の組立装置を提案している。

この組立装置で組み立てられる包装箱は、ベースシートに物品をシュリンクフィルムで緊締することにより固定し、センサーで検出した物品の高さに応じてベースシートとカバーシートに罫線を入れ、ベースシートとカバーシートを組み合わせて折り曲げ、貼り付けることにより箱体とするものである。

そして、この包装箱の組立装置の上流側には、文献中に記載されていないが、対向する側壁と天壁で区画された内部に加熱装置を備えたシュリンクトンネルが配置されて、これらが一連となった製箱包装装置が構成されている。

このような製箱包装装置では、シュリンクトンネルの内部が全体的に高温とされ、物品をベースシートに載置したワークがシュリンクトンネル内を通過することにより、シュリンクフィルムが収縮して、ベースシートに物品が固定されるようになっている。

特開平７−１１２７１９号公報特許第５７６１６７６号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載されたように、ワークが覆われるサイズのシュリンクトンネルと、物品の高さに応じて包装箱の高さを変えられる組立装置が一連になった製箱包装装置は、構造が複雑で大きな設置スペースを要するものとなり、また、高価なものとなることから、導入する事業者が限られるという問題がある。

そこで、この発明は、大型化の原因となるシュリンクトンネルを用いることなく、簡単な構造で様々な形状の物品を確実に固定して包装できるシュリンク包装機構及び製箱包装装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、この発明は、物品がベースシートに載置されたワークを、溶着部で筒状に接合したシュリンクフィルムにより包囲し、シュリンクフィルムを外周から加熱して収縮させ、物品をベースシートに固定するシュリンク包装機構において、
前記ワークの両側方から筒状のシュリンクフィルムの端部の開口を介し物品の側面の方向へ熱風を吹き付けて、シュリンクフィルムを内側から膨らませる側方熱風機と、
前記側方熱風機よりも後にワークの上方からシュリンクフィルムに熱風を吹き付けて、シュリンクフィルムを物品の上面に密着させる上方熱風機と、
前記上方熱風機と同時又はそれよりも後に、ワークの下方からシュリンクフィルムに熱風を吹き付けて、シュリンクフィルムをベースシートの下面に密着させる下方熱風機と、
を備えたことを特徴とするシュリンク包装機構を提供することとしたのである。

また、前記上方熱風機は、垂直方向から内側へ角度をつけて、ワークの上方から物品の上端稜部の方向へ熱風を吹き出すものとしたのである。

さらに、前記上方熱風機は、ワークのベースシート上の物品の高さに応じて昇降するものとしたのである。

また、前記シュリンク包装機構をワークの搬送方向の上流側に備え、
前記シュリンク包装機構の下流側に、前記ベースシートとカバーシートを組み合わせて物品を包装する包装箱の組立装置として、
前記ベースシートの両側部分を上方へ折り曲げ、その上端部を内側へ折り曲げて、内側への折曲部分にカバーシートを接着する第１成形機構と、
前記ベースシートから両側方へ張り出したカバーシートの両側部分を下方へ折り曲げ、その折曲部分の下端部を内側へ折り曲げて、内側への折曲部分をベースシートの底面に接着する第２成形機構と、
を順次配置した製箱包装装置を提供することとしたのである。

この発明に係るシュリンク包装機構では、側方熱風機からの熱風によりシュリンクフィルムを膨らませた状態で、上方熱風機及び下方熱風機によりシュリンクフィルムを収縮させるので、シュリンクフィルムの皺の発生が防止される。

また、上方熱風機からの熱風を下方熱風機からの熱風よりも先に、ワークの上方からシュリンクフィルムに吹き付けることができるので、この設定により、シュリンクフィルムがワークの底面側よりも天面側で先に収縮し、特に底面側での皺の発生が抑制される。

さらに、この収縮の順序によって、シュリンクフィルムの溶着部がベースシートの側方位置から天面側へ移動しやすいので、後工程の包装箱の組立時におけるベースシートの底面へのカバーシートの接着に際し、シュリンクフィルムの穴開け不良や、接着不良が生じにくく、溶着部の切れも防止される。

従って、シュリンクトンネルを用いない簡単な構造であっても、様々な形状の物品をシュリンクフィルムによりベースシートに確実に固定して、ベースシートとカバーシートを組み合わせて形成した包装箱により、包装することができる。

この発明の実施形態に係る製箱包装装置を示す平面図及び側面図同上のシュリンク包装機構を示す斜視図同上の側方熱風機、上方熱風機及び下方熱風機の配置を示す（Ｉ）正面図、（II）側面図、（III）平面図同上のシュリンク包装過程での（Ｉ）側方熱風機によるシュリンクフィルムの膨張状態を示す側面図及び正面図、（II）上方熱風機による天面収縮状態を示す側面図及び正面図、（III）下方熱風機による底面収縮状態を示す側面図及び正面図物品をシュリンクフィルムで固定したベースシートとこれに被せるカバーシートを示す斜視図同上のシュリンクフィルムに貫穴を設けたベースシートの底面図同上の（Ｉ）高さが低い包装箱の組立状態を示す斜視図、（II）高さが中間の包装箱の組立状態を示す斜視図、（III）高さが高い包装箱の組立状態を示す斜視図

以下に示す実施形態では、図１に示す製箱包装装置を使用して、図５に示すような段ボール製のベースシート１とカバーシート２とから成る包装箱により、通信販売の商品等、様々な形状の物品Ｍを包装する場合について説明する。

この製箱包装装置により包装する包装箱には、図７（Ｉ）〜（III）に示すように、高さが低いもの、中間のもの及び高いものがあるが、これらの基本構成は同様である。

図５に示すように、この包装箱のベースシート１は、物品Ｍを載置する底板１１の両側部分において、側縁から間隔を開けて押罫の第１罫線ａが入っており、また、側縁と第１罫線ａの間に、包装する商品群の最大高さに対応する間隔で第１罫線ａから離れた押罫の第２罫線ｂが入っており、第１罫線ａと第２罫線ｂの間が側板１２となり、第２罫線ｂと側縁との間が折込片１３となった基本構成とされている。

また、このベースシート１には、第１罫線ａの位置から両端側へかけて、ミシン目状の折目線ｃを介し両側方へ張り出す折曲片１５が設けられ、底板１１の両側縁の第１罫線ａに接近した部分に、シュリンクフィルム１４を引っ掛けて位置決めする凹部１６が形成されている。なお、図５は、シュリンクフィルム１４が収縮して物品Ｍをベースシート１に固定した状態を示している。

一方、ベースシート１に被せるカバーシート２は、天板２１の両側部分において、側縁から間隔を開けて第１罫線ａが入っており、また、側縁と第１罫線ａの間に、包装する商品群の最大高さに対応する間隔で第１罫線ａから離れた押罫の第２罫線ｂが入っており、第１罫線ａと第２罫線ｂの間が側板２２となり、第２罫線ｂと側縁との間が折込片２３となった基本構成とされている。

また、このカバーシート２には、天板２１の両端部に切目線が入っており、開封に際し切り取られる貼着部２４が形成され、折込片２３に側縁と並行するジッパ型の切目線が入っており、全幅に及ぶ開封用の引裂帯２５が設けられている。さらに、側板２２及び折込片２３の側端部には、天板２１より両側方へ張り出す突出部２６が設けられている。

上記のようなベースシート１とカバーシート２から成る包装箱は、物品Ｍを包装するため、図１に示す製箱包装装置により、図７に示すような形状に組み立てられる。

その際、ベースシート１の両側の側板１２が上方へ折り曲げられ、折込片１３が内側へ折り曲げられる。次に、カバーシート２がベースシート１に対し直交する方向へ向けられて、天板２１をベースシート１の折込片１３に載せるように、ベースシート１の天面にカバーシート２が被せられ、接着剤が塗布された折込片１３にカバーシート２の天板２１が押し付けられ、貼着部２４で圧着される。

そして、カバーシート２の両側の側板２２が下方へ折り曲げられ、ベースシート１の折曲片１５がカバーシート２の突出部２６の内面に密着し、ベースシート１の底板１１に接着剤が塗布され、カバーシート２の折込片２３が内側へ折り曲げられて、ベースシート１の底板１１に圧着される。

このように包装箱を組み立てる製箱包装装置は、図１に示すように、シュリンク包装機構ＡをワークＷの搬送方向の上流側に備えている。

そして、シュリンク包装機構Ａの下流側に、ベースシート１とカバーシート２を組み合わせて包装箱を組み立てる組立装置として、第１成形機構Ｂ及び第２成形機構Ｃが順次配置された構成となっている。また、ワークＷの送り込み及び送り出しのため、シュリンク包装機構Ａの上流側には送込部Ｄが、第２成形機構Ｃの下流側には送出部Ｅがそれぞれ配置されている。

この製箱包装装置により物品Ｍを包装するには、送込部Ｄのコンベヤの上面において、ベースシート１の底板１１に物品Ｍを載置して、初期状態のワークＷを形成する。このワークＷは、コンベヤによりシュリンク包装機構Ａへ搬送される。

シュリンク包装機構Ａの前半の包囲部には、シュリンクフィルム１４を繰り出す供給ロールＲがワークＷの搬送路の上方と下方に配置され、上下の供給ロールＲから繰り出されたシュリンクフィルム１４を溶着及び切断する溶断ユニット１００が設けられている。この溶断ユニット１００において、ベースシート１と物品Ｍとは、搬送方向への進行に伴い筒状となって接合されたシュリンクフィルム１４により包囲される。

シュリンク包装機構Ａの後半のシュリンク部には、溶断ユニット１００の下流側に、図２及び図３に示すように、ワークＷの搬送路の幅方向に対向する各一対の側方熱風機１０１、上方熱風機１０２及び下方熱風機１０３が設けられている。

ここで、図３（II）に示すように、上方熱風機１０２は、ノズルの中心が側方熱風機１０１よりもワークＷの搬送方向の下流側に位置し、そのノズル間距離Ｌ_１は、５０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲となるように設定されている。

また、下方熱風機１０３は、ノズルの中心が上方熱風機１０２よりもワークＷの搬送方向の下流側に位置し、又は上方熱風機１０２と一致し、そのノズル間距離Ｌ_２は、０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲となるように設定されている。

さらに、図３(Ｉ)、（III）に示すように、一対の側方熱風機１０１は、水平方向から下方へ角度をつけて、また、ワークＷの搬送方向の上流側へ角度をつけて、ワークＷの両側方でシュリンクフィルム１４の外側に位置するノズルの先端から物品Ｍの側面の方向へ熱風を吹き出せるようになっている。この水平方向から下方への角度α及び上流側への角度βは、それぞれ０°〜３０°の範囲で調整可能とされている。

また、一対の上方熱風機１０２は、図３(Ｉ)に示すように、垂直方向から内側へ角度をつけて、ワークＷの両側上方から物品Ｍの上端稜部の方向へ熱風を吹き出せるようになっている。この垂直方向から内側への角度γは、０°〜３０°の範囲で調整可能とされている。さらに、物品Ｍの高さに応じて昇降するようになっている。

このようなシュリンク包装機構Ａのシュリンク部を進行するワークＷには、図４（Ｉ）に示すように、一対の側方熱風機１０１により、ワークＷの両側方から筒状のシュリンクフィルム１４の開口を介し物品Ｍの側面の方向へ横向きに熱風が吹き付けられ、シュリンクフィルム１４が内側から膨らんだ状態になる。

次に、図４（II）に示すように、一対の上方熱風機１０２により、ワークＷの上方から物品Ｍの上面に被さるシュリンクフィルム１４に熱風が吹き付けられ、シュリンクフィルム１４が物品Ｍの上面に密着する。このとき、一対の上方熱風機１０２が内側へ傾斜していることにより、上方熱風機１０２から噴出した熱風は、シュリンクフィルム１４の物品Ｍから両側へはみ出した部分にも吹き付けられ、その部分も収縮する。

続いて、図４（III）に示すように、一対の下方熱風機１０３により、ワークＷの下方からベースシートの下面に被さるシュリンクフィルム１４に熱風が吹き付けられ、シュリンクフィルム１４の下側部分が収縮し、ベースシート１の下面に密着する。

このように、上記のようなシュリンク包装機構Ａでは、側方熱風機１０１からの熱風によりシュリンクフィルム１４を膨らませた状態で、上方熱風機１０２及び下方熱風機１０３によりシュリンクフィルム１４を収縮させるので、シュリンクフィルム１４の皺の発生が防止される。

また、図４（II）に示すように、上方熱風機１０２からの熱風が下方熱風機１０３からの熱風よりも先に、ワークＷの上方からシュリンクフィルム１４に吹き付けられるので、シュリンクフィルム１４がワークＷの底面側よりも天面側で先に収縮し、特に底面側での皺の発生が抑制される。

さらに、この収縮の順序によって、シュリンクフィルム１４の溶着部１４ａがベースシート１の側方位置から天面側へ移動し、図４（III）に示すように、物品Ｍがシュリンクフィルム１４でベースシート１に固定された状態となるので、後述のように、溶着部１４ａがベースシート１の底面側や端縁にある場合に生じる不都合が解消される。

すなわち、後述のように、図１に示す製箱包装装置による包装箱の組立過程において、穿孔ノズル１０４から噴出する熱風により、図６に示すように、ベースシート１の底面側でシュリンクフィルム１４に接着剤塗布用の貫穴１４ｂを確実に開けることができる。また、第２成形機構Ｃでのカバーシート２の接着不良が生じにくく、溶着部１４ａがベースシート１の端縁に接していないことから、溶着部１４ａの切れも防止される。

そして、図１に示す製箱包装装置において、シュリンク包装機構Ａから包装箱の組立装置の第１成形機構Ｂへ送られたワークＷは、穿孔ノズル１０４により、ベースシート１の底面側でシュリンクフィルム１４に貫穴１４ｂ（図６参照）が穿孔され、第１成形機構Ｂの折曲部１０５でベースシート１の両側部分が上方へ巻き込むように折り曲げられる。

また、ワークＷの搬送路の上方に設けられたマガジン１０６から１枚ずつマニピュレーター１０７の吸着体に吸着されて取り出されたカバーシート２がベースシート１の天面に被せられ、塗布された接着剤によりベースシート１の天面に圧着される。

次に、第２成形機構Ｃにおいて、旋回部１０８でワークＷが９０°回転し、折曲成形部１０９で、ベースシート１から両側方へ張り出したカバーシート２の両側部分が下方へ巻き込むように折り曲げられ、上記のようにシュリンクフィルム１４に形成された貫穴１４ｂ（図６参照）を介し、接着剤が塗布されたベースシート１の底面に圧着される。

このように組み立てられたワークＷとしての包装箱は、第２成形機構Ｃから送出部Ｅへ送られ、送出部Ｅの上部に設けられたラベル貼着機１１０によりカバーシート２にラベルが貼着された後、送出部Ｅのコンベヤにより製箱包装装置から搬出される。

上記のような製箱包装装置によると、大型でコストのかかるシュリンクトンネルを用いない簡単な構造であっても、様々な形状の物品Ｍをシュリンクフィルム１４によりベースシート１に確実に固定して、ベースシート１とカバーシート２を組み合わせて形成した適宜のサイズの包装箱により、包装することができる。

なお、上記実施形態では、包装箱の組立装置を包装箱の高さごとに手作業で調整するものとし、その上流側にシュリンク包装機構Ａを備えた製箱包装装置を例示したが、上記のようなシュリンク包装機構Ａは、上記特許文献２に記載されたように、物品の高さを逐次検出し、物品の高さに応じて包装箱の高さを自動で連続的に変えられる組立装置の上流側に適用することもできる。

また、ベースシート１とカバーシート２を組み合わせて包装箱を形成する包装形態について例示したが、上記のようなシュリンク包装機構Ａは、ベースシート１に物品Ｍをシュリンクフィルム１４で固定した状態で、これらを別途外箱に収納するパックインボックスの包装形態に適用することもできる。

１ベースシート
２カバーシート
１１底板
１２側板
１３折込片
１４シュリンクフィルム
１４ａ溶着部
１４ｂ貫穴
１５折曲片
１６凹部
２１天板
２２側板
２３折込片
２４貼着部
２５引裂帯
２６突出部
１００溶断ユニット
１０１側方熱風機
１０２上方熱風機
１０３下方熱風機
１０４穿孔ノズル
１０５折曲部
１０６マガジン
１０７マニピュレーター
１０８旋回部
１０９折曲成形部
１１０ラベル貼着機
ａ第１罫線
ｂ第２罫線
ｃ折目線
Ａシュリンク包装機構
Ｂ第１成形機構
Ｃ第２成形機構
Ｄ送込部
Ｅ送出部
Ｌ_１，Ｌ_２ノズル間距離
Ｍ物品
Ｒ供給ロール
Ｗワーク

Claims

物品(M)がベースシート(1)に載置されたワーク(W)を、溶着部(14a)で筒状に接合したシュリンクフィルム(14)により包囲し、シュリンクフィルム(14)を外周から加熱して収縮させ、物品(M)をベースシート(1)に固定するシュリンク包装機構(A)において、
前記ワーク(W)の両側方から筒状のシュリンクフィルム(14)の端部の開口を介し物品(M)の側面の方向へ熱風を吹き付けて、シュリンクフィルム(14)を内側から膨らませる側方熱風機(101)と、
前記側方熱風機(101)よりも後にワーク(W)の上方からシュリンクフィルム(14)に熱風を吹き付けて、シュリンクフィルム(14)を物品(M)の上面に密着させる上方熱風機(102)と、
前記上方熱風機(102)と同時又はそれよりも後に、ワーク(W)の下方からシュリンクフィルム(14)に熱風を吹き付けて、シュリンクフィルム(14)をベースシート(1)の下面に密着させる下方熱風機(103)と、
を備えたことを特徴とするシュリンク包装機構。
前記上方熱風機(102)は、垂直方向から内側へ角度をつけて、ワーク(W)の上方から物品(M)の上端稜部の方向へ熱風を吹き出すようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシュリンク包装機構。
前記上方熱風機(102)は、ワーク(W)のベースシート(1)上の物品(M)の高さに応じて昇降するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシュリンク包装機構。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシュリンク包装機構(A)をワーク(W)の搬送方向の上流側に備え、
前記シュリンク包装機構(A)の下流側に、前記ベースシート(1)とカバーシート(2)を組み合わせて物品(M)を包装する包装箱の組立装置として、
前記ベースシート(1)の両側部分を上方へ折り曲げ、その上端部を内側へ折り曲げて、内側への折曲部分にカバーシート(2)を接着する第１成形機構(B)と、
前記ベースシート(1)から両側方へ張り出したカバーシート(2)の両側部分を下方へ折り曲げ、その折曲部分の下端部を内側へ折り曲げて、内側への折曲部分をベースシート(1)の底面に接着する第２成形機構(C)と、
を順次配置したことを特徴とする製箱包装装置。