JP2010266447A

JP2010266447A - 部分的切込みにおいて包装材料の多層シートの完全性を制御するための方法および装置

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Publication number: JP2010266447A
Application number: JP2010113672A
Authority: JP
Inventors: Claudio Foghetti; フォゲッティクラウディオ; Giacomo Roffia; ロフィアギアコモ; Luca Cerati; ケラチルカ; Pietra Gaetano De; デピエトラガエタノ
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: DE102010020590A1; ITBO20090314A1; IT1394190B1; JP5492654B2

Abstract

【課題】部分的切込みにおいて包装材料のシートの完全性を制御する方法および装置の提供。
【解決手段】部分的切込み２が、包装材料のシート１の第１の面を通って作製され、また、正確に行われた場合には、包装材料のシート１の厚さの一部のみに及ぶものであって、該方法および装置が、第１の面と反対側にある包装材料のシート１の第２の面を発光装置９によって照射し、部分的切込み２において包装材料のシート１の第１の面の画像をテレビカメラ１０によって取得し、部分的切込みにおいて包装材料のシート１の完全性を決定するために、制御ユニット１２によって画像を分析することを提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、部分的切込みにおいて包装材料の多層シートの完全性を制御するための方法および装置に関する。

本発明は、タバコの小包を形成するための包装材料の多層シートの完全性を制御するために有利には使用可能であり、以下の説明は純粋に例証として参照される。

タバコの小包は、通常、内部包装材料のシートに包まれたタバコの群によって画定される内部パッケージと、内部パッケージを包囲する外部パッケージとからなり、該外部パッケージは、椀型で、内部パッケージの周りに折り曲げられた外部包装材料のシートから作製されるか（軟質のタバコの小包）、または内部パッケージの周りに硬質のブランクを折り曲げることによって形成された硬質のヒンジ接続された蓋箱によって画定され得る（硬質のタバコの小包）。

従来のタバコの小包において、タバコの群は、糊付けなしで長方形の箔の内部包装材料シートで内側を包装され、糊を使用して安定化された外部包装材料の長方形のシートで外側を包装される。

タバコは、環境に対して高感度である。すなわち、雰囲気へ接触すると、その有機的特性は、（過度に水分を損失または吸収することによって）湿度の変化とともに、またはタバコが浸漬される揮発性物質（特に、クローブなどのスパイスで処理された芳香タバコの場合）の蒸発によって変化する傾向がある。したがって、タバコを保存するために、タバコの小包はセロファン包装され、すなわち気密性プラスチック材料のヒートシール性の上包に包装される。しかしながら、このことは、特に、小包が製造後しばらくしてから消費される場合に、小包中のタバコを完全に保存するためには必ずしも充分でないことがある。さらに、小包が開封されると上包が除去されるためにタバコを雰囲気に暴露し、小包が開封された直後にタバコが消費されない場合は、残りのタバコの有機的特性が劣化し得る。

この欠点を除去する試みにおいて、Ｆｏｃｋｅ＆Ｃｏ．社の米国特許第４３００６７６号明細書ではタバコの硬質の小包が提案され、内部パッケージは気密性があり、再使用可能なカバーフラップによって閉じられるタバコの取出開口部を有する気密なヒートシール性の包装材料のシートからなる。換言すれば、カバーフラップは締結手段を有し（たとえば、不乾性の再貼付接着剤の小片）、これによって、タバコの取出開口部を閉じる閉止位置においてカバーフラップを繰り返し固定する。

気密性内部パッケージを製造するために、外部の紙層と、また障壁層（すなわち、タバコを外部雰囲気から隔離する気密層）を構成する透明なヒートシール性のプラスチック材料の少なくとも１つの内層とからなる多層シートの包装材料を使用することが提案されている。取出開口部を画定し、該取出開口部の周りにおいて包装材料のシートの制御された引裂を可能にするために、包装材料のシートは取出開口部の輪郭に沿って（通常はレーザ光線によって）事前切断され、外部の紙層のみを通ってプラスチック材料の内層には接触しない部分的切込みを形成する。

障壁層はプラスチック材料の内層によって画定され、また内部パッケージを完全に気密にすることを保証するためには、障壁層は非接触のままにされることが重要である。したがって、包装材料のシートに部分的切込みを作製するステーションの下流において、タバコ包装装置は、部分的切込みにおいて包装材料のシート（すなわち、プラスチック材料の内層）の完全性を保証するための制御ステーションを装備する。しかしながら、現在まで、充分に効果的で（すなわち、包装材料のシートの完全性を安全に決定可能）、充分に信頼性があり（すなわち、経時的にドリフトまたは耐性に関連する変動によって影響されない）、高速（すなわち、瞬時に実施可能であるため、１分間に１０００シートの包装材料もの数を取り扱う最新の包装機での使用に好適である）、および安価に実施できる、部分的切込みにおいて包装材料の多層シートの完全性を制御する方法はなかった。

欧州特許出願公開第１８５７８１２号明細書は、可撓性包装材料の小片に形成された孔の品質制御するための光学制御システムを記載しており、これは、小片が孔を通って供給される際に孔の画像を取得するデジタルテレビカメラと、テレビカメラに対して小片の反対側に配置されて穴を照射するストロボ照射装置とを備える。

国際公開公報第ＷＯ９９０１３１７号パンフレットは、レーザによってエアバッグカバーパネルに作製された微***の光学的品質制御を記載しており、これは、微***においてカバーパネルを照射するための光源と、光源に対してカバーパネルの反対側に配置されて、カバーパネルを透過する光量を検出するテレビカメラとを使用する。

本発明の目的は、効果的で信頼性があり、高速で、また安価で容易に実施できる、部分的切込みにおいて包装材料の多層シートの完全性を制御するための方法および装置を提供することである。

本発明によると、添付の請求項に請求されるように、部分的切込みにおいて包装材料の多層シートの完全性を制御するための方法および装置が提供される。

部分的切込みを有する包装材料の多層シートの平面図である。適切に行われた部分的切込みにおける図１の包装材料のシートの断面図である。不適切に行われた部分的切込みにおける図１の包装材料のシートの断面図である。図１の包装材料のシートの完全性を制御するための、本発明による装置の略断面図である。図４の制御装置による図１の包装材料のシートの完全性の確認の過程において、図４の制御装置のテレビカメラによって記録された画像を概略的に示すものであり、適切に行われた切込みに対するものである。図４の制御装置による図１の包装材料のシートの完全性の確認の過程において、図４の制御装置のテレビカメラによって記録された画像を概略的に示すものであり、不適切に行われた切込みに対するものである。図４の制御装置による完全性の確認において、図１の包装材料のシートの適切に行われた部分的切込みにおける断面図である。図４の制御装置による完全性の確認において、図１の包装材料のシートの不適切に行われた部分的切込みにおける断面図である。図４の制御装置の変形例の略断面図である。図４の制御装置のさらなる変形例の略断面図である。図１の包装材料のシートの完全性を制御するための、本発明による制御装置の異なる実施の形態の略断面図である。

本発明のいくつかの非限定的実施の形態を添付の図面を参照して例証として説明する。
図１の数字１は、タバコの小包の気密性内部パッケージを製造するための、包装材料のヒートシール性多層シートを全体的に示す。包装材料のシート１は部分的切込み２を有し、該部分的切込みは、包装材料のシート１に対し垂直の方向Ｄに延伸し、適切に作製された場合には、包装材料のシート１の厚さの一部のみに及ぶ。図２は、包装材料のシート１の適切に行われた（すなわち、包装材料のシート１の厚さの一部のみに制限された）部分的切込み２においての断面図であり、および図３は、包装材料のシート１の不適切に行われた（すなわち、包装材料のシート１の厚さ全体に及ぶ）部分的切込み２においての断面図である。

図２および３に示されるように、包装材料のシート１は、部分的切込み２によって完全に切り込みされた第１の非透明の紙材料製の外層３と、部分的切込み２により非接触の第２の透明材料（たとえば、ポリエチレン）製の内層４と、外層３と内層４との間に介装され、部分的切込み２により非接触の第３の透明材料（たとえば、ＰＥＴ）製の中間層５とからなる。部分的切込み２は、外層３によって画定された包装材料のシート１の外面６を通って作製され、適切に行われた場合は、外面６の反対側にあって内層４により画定された、包装材料のシート１の内面７にまで及ばない。

図４の数字８は、部分的切り込み２において包装材料の多層シート１の完全性を制御するための制御ステーションを全体的に示し、すなわち、部分的切込み２において層４および５が完全であるか（望ましい状態）、または切り裂かれているか（望ましくない状態で包装材料のシート１の不良となる）を決定するためのものである。

制御ステーション８は、包装材料のシート１の面６と反対側の内面７を照射するための発光装置９と、部分的切込み２において包装材料のシート１の外面６の画像１１（図５，６）を取得するためのテレビカメラ１０と、部分的切込み２において包装材料のシート１の完全性を決定するために画像１１を分析する制御ユニット１２とを備える。

図４の実施の形態において、発光装置９は、部分的切込み２において包装材料のシート１の内面７を照射しないように設計されている。換言すると、発光装置９から放射された光（すなわち、光線１３）は、部分的切込み２において影領域１４（すなわち、発光方向において部分的切込み２の投影）を有する。光線１３が顕著な減衰なしに内層４および中間層５を通って進行するが、外層３によって強く減衰するように、発光装置９により放射される光の波長を選択するよう留意することが重要である。

発光装置９によって放射された光は、（インコヒーレントの、すなわちレーザ光源からのものでない）光線１３の入射角が、方向Ｄに対して主として平行になるようにする。

図５および６に示されるように、画像１１中の部分的切込み２の再生物は、部分的切込み２が適正に行われた（すなわち、中間層５および内層４に接触せず、包装材料のシート１の完全性を示す）場合には、包装材料のシート１の他の部分よりも明るく、部分的切込み２が不適正に行われた（すなわち、中間層５および内層４にも及び、包装材料のシート１の不完全性を示す）場合には、包装材料のシート１の他の部分よりもくすんでいることが試験により示されている。換言すると、不適正に行われた部分的切込み２（すなわち、中間層５および内層４にも及び、包装材料のシート１の不完全性を示す）を再生する画像１１の領域は、包装材料のシート１の他の部分よりも暗くなっている。

図５は、包装材料のシート１からテレビカメラ１０によって取得した画像１１の例を示し、ここでは部分的切込み２は適正に行われている（すなわち、中間層５および内層４に接触していない）。図示されるように、部分的切込み２の全体が包装材料のシート１の他の部分よりも明るく見える。他方で、図６は、包装材料のシート１からテレビカメラ１０によって取得した画像１１の例を示し、ここでは部分的切込み２は適正に行われていない（すなわち、中間層５および内層４にも及ぶ）。図示されるように、いくつかの点（すなわち、切り込みが適正に行われていない場所）において、部分的切込み２は包装材料のシート１の他の部分よりも暗く見える。

したがって、画像１１を分析するために、制御ユニット１２は、部分的切込み２の再生物の明度と試験により決定されたしきい値とを比較し、該しきい値は固定であるか、または画像１１中の包装材料のシート１の明度に依存する（すなわち、部分的切込み２の再生物の明度は、絶対しきい値または画像１１中の包装材料のシート１の明度に依存した相対しきい値と比較され得る）。換言すると、制御ユニット１２は、画像１１中の部分的切込み２の明度が第１のしきい値を超えており、包装材料のシート１の他の部分よりも明るい場合に、部分的切込み２において包装材料のシート１の完全性を決定し、また画像１１中の部分的切込み２の明度が第２のしきい値（第１の値と同一または異なり得る）を下回り、包装材料のシート１の他の部分よりもくすんでいる場合に、部分的切込み２において包装材料のシート１の不完全性を決定する。

図７に示されるように、包装材料のシート１の内面７に当たる光線１３の一部は内面７にて反射し、一部（光線１３ａ）は、（図７においては明確性のために強調されている、小さな所与の屈折角をもって）内層４を貫通する。内層４を貫通する光線１３ａのうち、一部（光線１３ｂ）はまた、（所与の屈折角をもって）中間層５を貫通し、一部は一連の反射後に内層４内に閉じ込められ、一部は内面７を通って内層４から出る。

同様に、中間層５を貫通する光線１３ｂのうち、一部は（非透明の紙材製であり、その繊維質により光を拡散する傾向がある）外層３を貫通し、少数が外面６を通って出て、一部は一連の反射後に中間層５内に閉じ込められ、一部は中間層５から出て内層４に戻る。

図７に示されるように、外層３のみに及ぶ部分的切込み２においては、外層３がないために、中間層５内の光線１３ｂの一部（光線１３ｃ）は（所与の屈折角をもって）中間層５から出て部分的切込み２内で拡散するため、包装材料のシート１の他の部分よりも明るくなる。実際に、光線１３ｃは、層４および５の個々の材料による屈折にもかかわらず、内面７に当たる光線１３の方向（主として方向Ｄと平行）と略平行である伝搬方向を維持する。

部分的切込み２は数百ミリメータの横寸法を有するため、本発明の方法では、制御ステーション８にあるテレビカメラ１０が部分的切込み２に焦点を合わせ、（画像１１において）明度を正確に測定するように調整されることを必要とする。

他方で、図８において、層３〜５のすべてに及ぶ部分的切込み２において、内層４内の光線１３ａと中間層５内の光線１３ｂは、方向Ｄに対して主として平行な方向において部分的切込み２を貫通するため、テレビカメラ１０によって捕らえられない。

図４の実施の形態において、発光装置９は、方向Ｄに対して平行な発光方向において、部分的切込み２の投影から所与の距離をもって外側に配置された多数の発光要素１５（たとえば、ＬＥＤ）を備える。

図９の変形例は２つの異なる発光装置９を備え、その各々は、発光要素１５（たとえば、均一に拡散した単色光のバックライト要素）を備え、方向Ｄに対して平行な発光方向において、部分的切込み２の投影から所与の距離をもって外側に配置される。

図１０の変形例において、部分的切込み２と同一形状で、部分的切込み２よりも概して大きく、発光方向に対して交差した遮蔽体１７が、部分的切込み２において発光装置９と包装材料のシート１の面７との間に介装される。

図１１の実施の形態において、発光装置９は、部分的切込み２において直接的にのみ内面７を照射し（すなわち、実施の形態４〜１０と正反対に作用する）、内層４および／または中間層５の材料によって波長が遮蔽される電磁放射を発する。本実施の形態において、内層４および中間層５が完全である場合（すなわち、部分的切込み２が適切に行われた場合）、光線１３が内層４および／または中間層５によって遮蔽されてテレビカメラ１０のレンズに到達しないため、画像１１中の部分的切込み２はくすんでいる。反対に、内層４および中間層５が完全でない場合（すなわち、部分的切込み２が適切に行われなかった場合）、光線１３が内層４および／または中間層５によって遮蔽されずにテレビカメラ１０のレンズに到達するため、画像１１中の部分的切込み２はきわめて明るい。換言すると、図１１の実施の形態において、画像１１中の部分的切込み２の明度は、図４〜１０の実施の形態の明度とは反対の意味である。

一実施の形態において、増幅器１８は、外面６とテレビカメラ１０のレンズとの間に介装され、発光装置９によって放射された電磁放射により励起されて、発光装置９によって放射された電磁放射に当たった際には異なる波長の電磁放射を発し、発光装置９からの電磁放射を、テレビカメラ１０のセンサがより高感度となる異なる電磁放射に変換する。

たとえば、近赤外光が白黒テレビカメラにおいて（すなわち、白黒の記録のために）使用可能であり、またスペクトル中の特定の色の光がカラーテレビカメラにおいて使用可能である。

すべての実施の形態において、発光は断続的であり、テレビカメラ１０による画像取得に時間を適合される。

説明した実施の形態において、包装材料の多層シート１は、非透明材料の外層３と、透明材料の内層４と、透明材料の中間層５とからなる。図示されない異なる実施の形態において、透明材料の中間層５は、除去されるか非透明の材料製でよい。別の実施の形態において、包装材料のシート１は、非透明材料製の外層３と透明材料製の内層４との間に介装されたさらなる中間層を備える。

説明された部分的切込み２において包装材料の多層シート１を完全性を制御するための制御方法および装置は、きわめて効率的であり（すなわち、包装材料のシート１の完全性を安全に決定可能である）、充分に信頼性があり（すなわち、時間あるいは環境動向、または公差関連変動の大きさおよび形状に影響されない）、高速（すなわち、瞬時に実施可能であるため、１分間に１０００シートの包装材料もの数を取り扱う最新の包装機での使用に好適である）、および（低コストで容易に入手可能な市販のハードウェアおよびソフトウェアを使用して）安価に実施できるため、多くの利点を有する。

Claims

部分的切込み（２）において包装材料の多層シート（１）の完全性を制御する方法であって、該部分的切込みが、包装材料のシート（１）の第１の面（６）を通って作製され、また、該部分的切込みが正確に行われた場合には、包装材料のシート（１）の厚さの一部のみに及ぶものであって、該方法が、次の工程、
部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第１の面（６）の画像（１１）をテレビカメラ（１０）によって取得する工程と、
部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定するために、制御ユニット（１２）によって画像（１１）を分析する工程と、を含み、
該方法が、第１の面（６）と反対側にある包装材料のシート（１）の第２の面（７）を部分的切込み（２）の外側からのみ発光装置（９）によって照射し、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第２の面（７）を照射しない工程をさらに含むことを特徴とする方法。
前記部分的切込み（２）において発光装置（９）と包装材料のシート（１）の第２の面（７）との間に、部分的切込み（２）の形状を再生する遮蔽要素（１７）を介装する工程をさらに含む請求項１記載の方法。
前記遮蔽要素（１７）が、部分的切込み（２）の横寸法よりも大きく、発光方向に対して交差してなる請求項２記載の方法。
前記発光装置（９）が、発光方向において、部分的切込み（２）の投影から所与の距離をもって外側に配置された少なくとも１つの発光要素（１５）を備えた請求項１記載の方法。
前記画像（１１）中の部分的切込み（２）の再生物が第１のしきい値を超えた明度である場合に、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定し、画像（１１）中の部分的切込み（２）の再生物が第２のしきい値を下回る明度である場合に、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の不完全性を決定する工程をさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
前記画像（１１）中の部分的切込み（２）の再生物が包装材料のシート（１）の他の部分の明度を超える場合に、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定し、画像（１１）中の部分的切込み（２）の再生物が包装材料のシート（１）の他の部分の明度を下回る場合に、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の不完全性を決定する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
前記包装材料のシート（１）が、第１の面（６）を画定し、部分的切込み（２）によって完全に切り込みされた第１の非透明材料製の外層（３）と、第２の面（７）を画定し、部分的切込み（２）に影響されない第２の透明材料製の内層（４）と、を備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記包装材料のシート（１）が、外層（３）と内層（４）との間に配置され、部分的切込み（２）に影響されない第３の透明材料製の中間層（５）を備えた請求項７記載の方法。
部分的切込み（２）において包装材料の多層シート（１）の完全性を制御する装置であって、該部分的切込みが、包装材料のシート（１）の第１の面（６）を通って作製され、包装材料のシート（１）の厚さの一部のみに及ぶものであって、該装置が、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第１の面（６）の画像（１１）を取得するためのテレビカメラ（１０）と、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定するために画像（１１）を分析する制御ユニット（１２）とを備え、該装置が、第１の面（６）と反対側にある包装材料のシート（１）の第２の面（７）を部分的切込み（２）の外側からのみ照射し、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第２の面（７）を照射しない発光装置（９）を備えることを特徴とする装置。
部分的切込み（２）において包装材料の多層シート（１）の完全性を制御する方法であって、該部分的切込みが、包装材料のシート（１）の第１の面（６）を通って作製され、また、正確に行われた場合には、包装材料のシート（１）の厚さの一部のみに及ぶものであって、該包装材料のシート（１）が、第１の面（６）を画定し、部分的切込み（２）によって完全に切り込みされた少なくとも１つの第１の材料製の外層（３）と、第１の面（６）と反対側の包装材料のシート（１）の第２の面（７）を画定し、部分的切込み（２）が正確に作製された場合は部分的切込み（２）に影響されない少なくとも１つの第２の材料製の少なくとも１つの内層（４）と、を備え、前記方法が、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第１の面（６）の画像（１１）をテレビカメラ（１０）によって取得する工程と、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定するために画像（１１）を制御ユニット（１２）によって分析する工程と、を含み、前記方法が、部分的切込み（２）において直接的に包装材料のシート（１）の第２の面（７）を発光装置（９）によって照射する工程をさらに含み、該発光装置が、第２の材料によって遮蔽される波長の電磁放射を発することを特徴とする方法。
前記第１の面（６）とテレビカメラ（１０）との間に増幅器（１８）を介装する工程をさらに含み、該増幅器が、発光装置（９）によって放射された電磁放射により励起され、発光装置（９）によって放射された電磁放射に当たった際には異なる波長のさらなる電磁放射を発する請求項１０記載の方法。
部分的切込み（２）において包装材料の多層シート（１）の完全性を制御する装置であって、該部分的切込みが、包装材料のシート（１）の第１の面（６）を通って作製され、包装材料のシート（１）の厚さの一部のみに及ぶものであって、該包装材料のシート（１）が、第１の面（６）を画定し、部分的切込み（２）によって完全に切り込みされた少なくとも１つの第１の材料製の外層（３）と、第１の面（６）と反対側にある包装材料のシート（１）の第２の面（７）を画定し、部分的切込み（２）が正確に作製された場合は部分的切込み（２）に影響されない第２の材料製の少なくとも１つの内層（４）と、を備え、前記装置が、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の第１の面（６）の画像（１１）を取得するためのテレビカメラ（１０）と、部分的切込み（２）において包装材料のシート（１）の完全性を決定するために画像（１１）を分析する制御ユニット（１２）とを備え、前記装置が、包装材料のシート（１）の第２の面（７）を部分的切り込み（２）において直接的に照射し、第２の材料によって遮蔽される波長の電磁放射を発する発光装置（９）を備えることを特徴とする方法。