JP6045037B2 - 充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法 - Google Patents

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Description

この発明は、充填包装機用積層フィルムどうしを、それの端部で相互に連結してなる充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法に関する。
一般に、包装用の積層フィルムは、包装作業の中止や交換作業の手間を省き、これを効率良く行うために、先行する積層フィルムと後行する積層フィルムの端部どうしを相互に連結して、フィルムの長さが1000m以上にもなるように調整されている。
また、包装前の積層フィルムに、印刷不良の部分やラミネート不良の部分等が見つかった場合には、その部分を予め切断除去し、フィルム繋ぎが行われる。そのため、フィルム加工機や充填包装機に供される積層フィルムには、全長の中で数箇所のフィルム連結部が存在することも珍しくはない。
このような積層フィルムどうしを連結する方法としては、先行する積層フィルムの尾端部と、後行する積層フィルムの先端部とを突き合わせ、その状態で、これら両フィルムのベースフィルム面にセロハン等からなる粘着テープを貼着し、当該ベースフィルムどうしをフィルム送り方向とは直行する幅方向の全幅にわたって連結する方法がある。
しかしながら、この連結方法では、たとえば積層フィルムを幅方向で二つ折りにして、それを縦方向および横方向にヒートシールして製袋した場合、その包装袋は、粘着テープの厚みの影響でヒートシールが不十分となり、被包装物が漏れ出すおそれがあり、そのため、フィルムの繋ぎ部分において、充填包装機を一度、停止させて該繋ぎ部分を排除した後、再び生産を開始する方法がとられている。なお、繋ぎ部分の検出方法としては、例えば、先行・後行積層フィルムの繋ぎ目位置にカラーテープを貼着し、このカラーテープの色を検出器等によって読み取ることで繋ぎ部分であることを検出する方法がとられている。
また、特許文献1に開示された方法では、先行する積層フィルムの尾端部と、後行する積層フィルムの先端部とを突き合わせ、該突き合わせ部分のシーラント層側に、両面シール性のラミネートフィルムからなり、少なくとも黒または赤と、黄色とを含む複数色の縞状の印刷層からなる着色中間層を有するストラップフィルムを融着し、該ストラップフィルムを介して先行・後行積層フィルムを相互に連結することが開示されている。このストラップフィルムによれば、先行・後行積層フィルムの端部どうしを、そのシーラント層側への、ストラップフィルムの溶着によって連結できるため、連結強度を向上させることができると共に、ストラップフィルムの着色中間層の色を検出器(光電式センサ)などを用いて識別することで、繋ぎ部分であることを簡単に検出することができるというものである。
特開2009−154427号公報
しかしながら、上記カラーテープの貼着による方法および特許文献1のいずれの方法も、積層フィルムの表面に施された印刷模様に含まれていない色から、カラーテープや検出するストラップフィルムの色を選定し、その色をセンサによって検出する必要があるため、積層フィルムの印刷が変わるごとに、検出器(光電式センサ)の感度調整を行う必要があり、オペレータの作業負担が増えると共に、感度調整ミスによって繋ぎ部分を正確に検出できないおそれがある。
また、特許文献1の場合、ストラップフィルムの着色中間層に含まれる赤色や黒色、黄色を、検出器で識別するため、積層フィルムの印刷(色)がストラップフィルムの着色中間層と同系色である場合には、誤検出の可能性が非常に高くなることから、積層フィルムの印刷(色)が制限されてしまうという問題点もあった。
そこで、本発明は、従来技術が抱える上記問題点を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、積層フィルムの繋ぎ部分を簡単かつ正確に検出することができ、とくには、積層フィルムの印刷(色)が制限されることのない充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法を提案することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、少なくともベースフィルム層とシーラント層とを具える、先行積層フィルムと後行積層フィルムとの繋ぎ部分を検出する方法であって、前記先行積層フィルムの尾端部と、後行積層フィルムの先端部とを互いに突き合わせ、該突き合わせ部分にテープを設けて、先行・後行積層フィルムの端部どうしを連結すると共に、前記テープ上またはその近傍の所定の位置に表示された1次元コードまたは2次元コードを、複数のコード規格またはコード番号の設定が可能な検出器によって読み取ることにより、先行積層フィルムと後行積層フィルムとのフィルム繋ぎ部分を特定するとともに、その読み取った前記1次元コードまたは2次元コードの内容から、該1次元コードまたは2次元コードのコード規格またはコード番号に基づいて、充填包装機動作変更して停止または該フィルム繋ぎ部分の排出をするための制御情報を取得することを特徴とする。
なお、本発明の充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法においては、前記1次元コードまたは2次元コードの1ピッチ分の横幅は、前記積層フィルム幅の1/2以下であることがより好ましい解決手段となる。
本発明では、先行・後行積層フィルムの端部どうしを、テープを介して相互に連結し、該テープ上またはその近傍の所定の位置に表示された1次元コードあるいは2次元コードを、例えばコードリーダのような検出器を用いて検出することで、積層フィルムの繋ぎ目位置を簡単かつ正確に特定することができる。
また、本発明では、1次元コードまたは2次元コードを、検出器によってある特定の配列からなるバーまたはセル(黒色)とスペースまたはセル(白色)のコントラスト差(反射光の強弱)を読み取ることで、フィルムの繋ぎ目位置を特定することができるため、積層フィルムに、どのような色や柄の印刷が施されたとしても検出が可能である。さらに、テープが透明な粘着テープやストラップフィルムからなる場合でも、1次元コードまたは2次元コードをテープ上に遮光性印刷すれば、テープの裏(積層フィルムへの貼着側)から印刷(色)が透けることがないため、コードをより一層、正確に検出することができる。
したがって、従来のように積層フィルムの印刷(色)毎に、カラーテープを付け替えたり、検出器の感度調整を行う必要がなくなり、作業員の手間を省くことができると共に、誤検出のおそれがない。
また、テープを両面シール性ラミネートフィルムからなる帯状フィルムとした場合には、一方のシーラント層を、積層フィルムの繋ぎ目位置のシーラント層と融着接合させることで、先行・後行積層フィルムどうしの連結強度を向上させることができ、多層の厚膜フィルムやアルミニウム箔を積層してなるフィルムなども強固に連結することができる。
この発明の積層フィルムの連結構造の一実施形態を示す断面図である。 この発明の積層フィルムの連結構造の一実施形態を示す平面図である。 この発明の積層フィルムの連結構造の他の実施形態を示す断面図である。 この発明の積層フィルムの連結構造の他の実施形態を示す平面図である。 充填包装機において積層フィルムの繋ぎ目位置を検出する方法の一実施形態を示す図である。 実施例における検出器の設置位置を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は、本発明の積層フィルムの連結構造の一実施形態を示す断面図および平面図であり、先行する積層フィルム1の尾端部と、後行する積層フィルム1’の先端部とが、幅方向に突き合わされた状態で、図1では、繋ぎ目2のシーラント層1b、1b’側に設けたテープ3を介して相互に連結されている。
テープ3としては、紙、布、金属箔またはフィルムを基材とする粘着テープ4、あるいは両面シール性ラミネートフィルムからなる帯状フィルム5からなることが好ましく、そのいずれにおいても、テープ3上またはその近傍の先行・後行積層フィルム1、1’上の所定の位置(図2ではテープ3上)に1次元または2次元コード16(以下、単に「コード16」とも言う。)が表示されていることに特徴がある。
なお、帯状フィルム5からなるテープ3は、図1に示すように繋ぎ目2のシーラント層1b、1b’側に設けることが好ましく、一方、粘着テープ4からなるテープ3は、繋ぎ目2のベースフィルム層1a、1a’側に設けてもよく、また、ベースフィルム層1a、1a’側およびシーラント層1b、1b’側の両方にそれぞれ設けてもよい。
ここで、上記テープ3近傍の所定の位置とは、先行・後行積層フィルム1、1’の走行方向のテープ3より前方または後方側の、テープ3の両側縁からそれぞれ製品ピッチの半分以内の範囲であることが好ましい。
すなわち、本発明では、テープ3上またはその近傍の所定位置に表示された1次元または2次元コード16の、バーまたはセル(黒色)とスペースまたはセル(白色)の配列パターンおよびコントラストを、コードリーダ等の検出器によって読み取って繋ぎ目2位置を特定することにより、積層フィルム1、1’の表面側となるベースフィルム層1a、1a’上に、どのような印刷(色)1c、1c’がされていたとしても、繋ぎ目2の位置を正確に検出することができ、積層フィルム1、1’の印刷(色)1c、1c’が制限されることがないという効果が期待できる。
また、コード16を読み取るための検出器に予め、テープ3上に設けられたコード16のコード規格とコード番号とを指定しておけば、より正確に積層フィルムの継ぎ目2位置を検出することができる。
なお、1次元または2次元コード16は、コードリーダ等の検出器によって正確に検出することができれば、テープ3上またはその近傍の先行・後行積層フィルム1、1’上の所定の位置に、どのような方法を用いて表示してもよいが、好ましくは、凸版印刷(フレキソ)、凹版印刷(グラビア)、平版印刷(オフセット)等によって印刷形成し、例えば、図3に示すような両面シール性ラミネートフィルムからなる帯状フィルム5からなるテープ3上に1次元または2次元コード16を設ける場合には、延伸または無延伸ポリエチレンテレフタレートなどの中間層5bの片面に1次元コードまたは2次元コード16を印刷した後、その中間層5bを挟むようにしてポリエチレン等からなるシーラント層5a、5cをラミネートすることにより形成することができる。
さらに、1次元または2次元コード16を、例えば、黒色(バーまたはセル)、白色(スペースまたはセル)、白色(スペースまたはセル)、遮光性インキの順で凹版印刷(グラビア)、凸版印刷(フレキソ)または平板印刷(オフセット)を行った場合には、テープ3上またはその近傍の所定の位置に遮光性印刷した場合には、テープ3が、透明な粘着テープ4や図3のような帯状フィルム5からなる場合においても、ベースフィルム層1a、1a’上の印刷(色) 1c、1c’が、該コード16部分に透き出ることがなく、より一層、正確な検出を行うことができる。
また、1次元または2次元コード16は、前記したようにテープ3上や、その近傍の先行・後行積層フィルム1、1’上の所定の位置に印刷等する他、図4の平面図に示すように、1次元または2次元コード16を、例えば、紙やフィルム等を基材とし、一方の面に粘着剤を有する粘着シート18上に印刷し、該粘着シート18を、テープ3上や図4にあるようにテープ3近傍位置に貼付することにより表示してもよい。
なお、先行・後行積層フィルム1、1’は、少なくとも表面となるベースフィルム層1a、1a’と裏面となるシーラント層1b、1b’とからなり、フィルムの用途や性質などの必要に応じて、ベースフィルム層1a、1a’とシーラント層1b、1b’との間に各種プラスチックフィルム、アルミニウム箔などの金属箔、紙、各種蒸着層または蒸着フィルム、ポリ塩化ビニリデンコート層その他のコーティング層またはコーティングフィルムなどの中間層を介在させてもよい。
ベースフィルム層1a、1a’としては、二軸延伸ナイロンフィルム層、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート層、二軸延伸ポリプロピレンフィルム層、二軸延伸エチレン・ビニルアルコールフィルム層等を用いることが好ましく、シーラント層1b、1b’としては、各種ポリエチレン層、エチレン・酢酸ビニル共重合体層、無延伸ポリプロピレン、エチレン・アクリル酸共重合体層、アイオノマー層などを用いることが好ましい。
また、現在、多くの商品には、その外装に商品を特定するための1次元コード(バーコード)としてJANコード(JIS化された共通商品コード)が印刷されているが、本発明では、JANコード以外のコード規格を使用することで、商品の外装に印刷された1次元コードが誤って読み取られてしまうおそれがなく、安全に検出を行うことができる。したがって、本発明では、使用するコード16として、JANコード以外のコード規格を指定することが好ましく、より安全な検出を行うためには、さらにコード番号を指定することが好ましい。
なお、図2に示すように、テープ3のフィルム縦幅dは、先行積層フィルム1の尾端部と、後行積層フィルム1’の先端部の繋ぎ目2を完全に覆うことができればよく、好ましくは30mm以下、より好ましくは5〜10mmとする。
また、テープ3上またはその近傍の所定位置に表示される1次元または2次元コード16の縦幅Dは、先行・後行積層フィルム1、1’の送り速度および検出器の精度等に合わせて決定することが好ましく、一方、横幅L(一方のクワイエットゾーン端から他方のクワイエットゾーン端までの1ピッチ分の長さ)は、検出器によって少なくとも1つのコード16を正確に読み取れるようにするため、積層フィルム1、1’のフィルム幅の1/2以下の大きさにすることが好ましく、これによれば積層フィルム1、1’を連結するテープ3上に確実に1つのコード16が含まれることになる。
また、図2に示すように1次元または2次元コード16をテープ3上に設ける場合の、最大縦幅は、テープ3の縦幅dに依存するため、好ましくは30mm以下、より好ましくは5〜10mmとする。
1次元コードおよび2次元コード16としては、一般的に利用されているJANコードの他、一次元コードとして、CODE39、ITF、2of5、NW―7、CODE128、COOP2of5、CODE93、GS1 DataBar、GS1128、UPC−E、UPCAなど、二次元コードとして、QR、Data Matrix、PDF417、MicroPDF417、Maxi Code、CSI合成シンボルなど種々のものを使用することができる。
なお、テープ3が、紙、布、金属箔またはフィルムを基材とし、一方の面に粘着剤を有する粘着テープ4からなる場合には、基材の一方の面に1次元または2次元コード16を設け、例えば、基材(PET:約30μm)/印刷(コード柄+遮光性インキ)/粘着剤(アクリル系:約20μm)や、印刷(コード柄)/基材(PET:約30μm)/粘着剤(アクリル系:約20μm)等によって構成する。
ところで、先行・後行積層フィルム1、1’が、例えば、商品の外装材などに利用される場合には、テープ3として粘着テープ4およびラミネートフィルムからなる帯状フィルム5のいずれも利用することができるが、液状や粉状などの被包装物を充填包装するための包装袋として使用する場合には、積層フィルム1、1’を幅方向で二つ折りにして、それを縦方向および横方向にヒートシールして製袋するため、たとえば、テープ3として先行・後行積層フィルム1、1’と異質の粘着テープを用いてしまうと、シーラント層を十分に加熱溶融させることができず、シール強度が弱くなって液漏れの原因になるおそれがあり、充填包装機を停止させる必要がある。したがって、被包装物を充填包装するための包装袋に利用される先行・後行積層フィルム1、1’の繋ぎ部分に用いられるテープ3としては、ラミネートフィルムからなる帯状フィルムを用いることが好ましい。
以下、帯状フィルム5を用いて先行・後行積層フィルム1、1’を連結した場合の構造を図3の断面図を用いて説明する。帯状フィルム5は、延伸または無延伸フィルムからなる中間層5bと、その両面に設けたシーラント層5a、5cとの、両面シール性ラミネートフィルムからなり、一方のシーラント層5aを、前記したように先行積層フィルム1の尾端部と後行積層フィルム1’の先端部の突き合わせ部である繋ぎ目2の、シーラント層1b、1b’側の面に加熱融着させる。なお、1次元コードまたは2次元コード16を帯状フィルム5上に設ける場合には、例えば、前記したように帯状フィルム5の中間層5bの、シーラント層5a側またはシーラント層5c側のいずれか一方の表面に印刷することにより形成できる。
これによって、帯状フィルム5のシーラント層5cと先行・後行積層フィルム1、1’のシーラント層1b、1b’とが、帯状フィルム5の全幅にわたって相互に溶着することになり、フィルム繋ぎ部分の連結強度が向上し、多層の厚膜フィルムやアルミニウム箔を積層してなるフィルムなども強固に連結することが可能となり、大容量の大袋やホットパックなどにも適用することができる。
なお、先行積層フィルム1の尾端部と後行積層フィルム1’の先端部との繋ぎ目2位置に、帯状フィルム5を加熱融着する方法としては、たとえば、帯状フィルム5を、先行・後行積層フィルム1、1’の走行方向と直行する方向から、先行・後行積層フィルム1、1’のシーラント層1b、1b’の繋ぎ目2に沿って挿入した後、繋ぎ目2および帯状フィルム5を、押え板とインパルスシーラーとで挟み込み、通電、加熱して帯状フィルム5を融着させる方法がある。このとき、ヒートシール温度は、先行・後行積層フィルム1、1’や帯状フィルム5のフィルム構成によって適宜選択する。
この帯状フィルム5によれば、例えば、図5に示すような自動充填機においても、先行・後行積層フィルム1、1’の繋ぎ目2位置を正確に検出し、被包装物を充填した後、帯状フィルム5の付いた充填袋のみを不良品として自動で排出させることもできる。
この自動充填機は、原反ロール6から間欠的もしくは連続的に繰り出された積層フィルム1、1’の走行を案内する複数本のガイドロール7と、ガイドロール7を通過した積層フィルム1、1’を、幅方向の中央部で、シーラント層が相互に対向する姿勢に半折りするフィルム折り返し部8と、このフィルム折り返し部8によって折り返された積層フィルム1、1’のそれぞれの遊端部分に、たとえば連続的に縦方向の融着接合部9を形成する縦シール機構10と、融着接合部9が形成された筒状の積層フィルム1、1’の内側へ、被包装物を間欠的もしくは連続的に充填する充填手段、図では充填ノズル11と、被包装物を充填された筒状の積層フィルム1、1’に、底部および頂部の横方向融着接合部のための融着接合部12を形成する横シール機構13とを具える。
また、図示の自動充填機では、上述したところに加え、一対の横シールローラからなる横シール機構13によって形成された融着接合部12を、再度挟持してその融着接合強度を高めるべく機能する第2の横シール機構13aと、間欠的もしくは連続的に製造されて相互に連続する包装体14を一体ずつ、もしくは所要の複数体ずつに切断分離するカッター手段15とを具えてなる。
このような自動充填機において、例えば、図5に示すように原反ロール6から積層フィルム1、1’を、ガイドロール7を介して繰り出し走行させる位置に検出器17を設けて帯状フィルム5上またはその近傍の所定位置に表示された1次元または2次元コード16を検出し、積層フィルム1、1’の繋ぎ目2位置を特定しておくことで、カッター手段15の後段位置に設けた選別手段(図示しない)によって正常な包装体14と、帯状フィルム5の付いた不良品となる包装体14’とを選別し、包装体14’のみを自動で排出させることもできる。
なお、帯状フィルム5の中間層5bは、延伸または無延伸の、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの各種プラスチックフィルムや蒸着フィルム、紙、金属箔などからなり、その厚みは、50μm以下であることが好ましく、より好ましくは9〜30μm以下とする。これは、中間層5bの厚みが薄すぎると連結強度が低くなり、一方、厚すぎると、ストラップフィルム5部分が、製袋時に十分に加熱融着されず、シール強度が弱くなって、充填の際に液漏れしやすくなるからである。
一方、帯状フィルム5を構成するシーラント層5a、5cは、熱可塑性を有するポリエチレンやポリプロピレン等の各種プラスチックフィルムからなり、各層5a、5cの厚みは50μm以下であることが好ましく、より好ましくは5〜30μmの範囲とする。さらに、帯状フィルム5全体の厚みは、100μm以下であることが好ましく、より好ましくは19〜85μmの範囲とする。これは、シーラント層5a、5cの厚みが薄すぎると、ストラップフィルム5が軟らかくなり過ぎて取り扱いが難しくなり、一方、厚すぎると、ストラップフィルム5部分が、製袋時に十分に加熱融着されず、シール強度が弱くなって、充填の際に液漏れしやすくなるからである。
なお、検出器17としては、上記1次元または2次元コード16を、離れた位置からでも検出できるもの(離し読み式)であることが好ましく、例えば、レーザやLED光源等を利用したコードリーダや画像検出・処理器が好適に用いられる。
また、検出器17が、検出対象の複数のコード規格またはコード番号を設定することのできる機能を有する場合には、テープ3上またはその近傍の所定位置に表示されたコード16のコード規格あるいはコード番号毎に制御を行うことが可能となり、例えば、図5の自動充填機により充填包装する際に、不良品として選別された包装体14’の排出先をコード16の種類毎に変えることや、テープ3が粘着テープ4の場合と帯状フィルム5の場合で、コード16を異ならせ、テープ3の種類毎に自動充填機の動作を変更させること(粘着テープの場合:充填機を停止させる、帯状フィルムの場合:自動排出させる等)等、様々な制御を行うことができる。
先行・後行積層フィルムの端部どうしを、1次元コードが印刷されたラミネートフィルムからなる帯状フィルムによって連結し、該連結位置の検出可能速度を検証した。
各条件は下記の通りとした。
(積層フィルム)
2軸延伸ナイロン(15μm)/直鎖状低密度ポリエチレン(50μm)
フィルム幅:100mm
(帯状フィルム)
上下シーラント層:ポリエチレン
中間層:ポリエチレンテレフタレート
コード規格:NW−7
番号:a1a
コード横幅:17mm
コード縦幅:5mm
(検出器)
コードリーダ(型式:BL1300 株式会社キーエンス製)
デコード回数:2回
帯状フィルムは、積層フィルムの各繋ぎ目位置(25mおき)に溶着し、該積層フィルムを、種々の速度で走行させ、その間に帯状フィルム上に印刷された1次元コード(10カ所)を検出器で読み取った。その結果を表1に示す。
なお、検出器の設置位置は、図6のとおりとした。
Figure 0006045037
表1の結果より、積層フィルムの走行速度が180m/min以下の場合には、1次元コードをすべて読み取ることができたのに対し、速度が190m/min以上になると、コードを読み取ることができない場合が生じ、検出可能速度の上限は180m/minであることがわかった。
1 先行積層フィルム
1’ 後行積層フィルム
1a、1a’ ベースフィルム層
1b、1b’ シーラント層
1c、1c’ 印刷
2 繋ぎ目
3 テープ
4 粘着テープ
5 帯状フィルム
5a、5c シーラント層
5b 中間層
6 原反ロール
7 ガイドロール
8 フィルム折り返し部
9 融着接合部
10 縦シール機構
11 充填ノズル
12 融着接合部
13、13a 横シール機構
14、14’ 包装体
15 カッター手段
16 1次元または2次元コード
17 検出器
18 粘着シート

Claims (2)

  1. 少なくともベースフィルム層とシーラント層とを具える、先行積層フィルムと後行積層フィルムとの繋ぎ部分を検出する方法であって、前記先行積層フィルムの尾端部と、後行積層フィルムの先端部とを互いに突き合わせ、該突き合わせ部分にテープを設けて、先行・後行積層フィルムの端部どうしを連結すると共に、前記テープ上またはその近傍の所定の位置に表示された1次元コードまたは2次元コードを、複数のコード規格またはコード番号の設定が可能な検出器によって読み取ることにより、先行積層フィルムと後行積層フィルムとのフィルム繋ぎ部分を特定するとともに、その読み取った前記1次元コードまたは2次元コードの内容から、該1次元コードまたは2次元コードのコード規格またはコード番号に基づいて、充填包装機動作変更して停止または該フィルム繋ぎ部分の排出をするための制御情報を取得することを特徴とする充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法。
  2. 前記1次元コードまたは2次元コードの1ピッチ分の横幅は、前記積層フィルム幅の1/2以下であることを特徴とする請求項1に記載の充填包装機用積層フィルムのフィルム繋ぎ部分の検出方法。
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