JP2012035467A - 製袋装置及び製袋方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原反の取り換えや、包装袋のサイズ、フィルム材質変更時に、各ユニットの位置調整が容易で、段取り作業が簡易にでき、製袋工程でのロス削減に繋がる製袋装置を提供することにある。
【解決手段】表裏二枚のフィルムを間欠搬送し、前記表裏フィルムの所定領域にシールを行って、袋状に形成する製袋機において、フィルム上に印刷されている印刷ピッチ毎のマークをマークセンサーから読み取る機構と、その読み取った値から、断裁機構からシールユニット、前記冷却ユニットまでの距離を算出する機構と、算出された距離をレール上を移動するレーザーポインターを用いて照射し明示する機構と、を備えたことを特徴とする製袋装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、絵柄が印刷されたフィルムを熱シールすることにより袋状にする製袋機において、原反交換時や、包装袋のサイズ変更時に生じる各ユニットの位置調整を簡易に行うことができ、段取り作業が簡易に行える製袋装置に関する。

従来、食品及び洗剤などは、主にプラスチックフィルムからなる包装袋に収納され販売されている。近年環境面から、ビン、金属缶、プラスチックボトルから包装袋への移行が多くなっている。特にシャンプー、リンス、家庭用洗剤、粉末コーヒーなどの詰め替え用として需要が多くなっている。

フィルムを用いた包装袋としては図１に示すような三方をシールした三方袋、図２に示すような底材を折り込むことにより作成した自立型の包装袋、図３に示すようなシール部にノッチ３加工した易開封包装袋、パンチ穴４を有した包装袋、またチャックを付設した再封性を有する包装袋など様々な形態の包装袋がある。

最近では、製品の付加価値向上のために、内容物を注ぎ易くするために、包装袋の外形を所定の形状に打ち抜くことにより、様々な形の包装袋が市場に出回っている。

そのようなフィルムを材料とした包装袋を作成する装置である製袋機では、市場のニーズに応え、多種多様の包装袋を作成している。

包装袋を形成する構成としては、印刷された基材フィルムとシーラントフィルムとからなる。基材に紙を用いる場合もある。また水蒸気バリアー、酸素バリアーなどの要求があれば、アルミ箔、またはアルミ、シリカ、アルミナなどの金属蒸着したフィルムを積層して用いられている。

製袋機における包装袋の製造工程について説明する。図１に示すような一般的な三方をシールした包装袋の場合、包装フィルムはロール状に巻かれており、特定の間隔毎に絵柄が印刷されている。このロール状の原反を巻出部に掛け、繰出し、フィルムの中央部を切断、または二つ折りにする。そうすることで、印刷された絵柄が外面にくるようにフィルムを表裏重ね合わせる。そして、表裏のフィルムはダンサーロールを介して、連続運動から間欠運動に変化させ、シールユニットへと進む。

使用される包装フィルムには、シーラントフィルムが積層されているのでシール性を有し、一定以上の熱を加えることでシーラントフィルムが溶融し、表裏フィルムのシーラント面同士がシールされる。

まずフィルムの流れ方向（以下縦方向と記す）をシールする。表裏２枚のフィルム上に、上下運動可能なシールユニットがあり、そのシールユニットに固定されているシールバーがフィルムに熱を与える。具体的には、間欠運動で進んできたフィルムに対し、シールユニットが下降し、シールバーがフィルムに接触することで熱を直接フィルムに伝える。その後、シールユニットが上昇し、フィルムが間欠運動で進む。条件によっては、数回シールを行うこともある。

フィルムをシールした後、そのままにしておくと、熱がフィルムを伝わって拡がり、求めている以上の範囲が溶着してしまうことがある。それを防ぐために、シール後には、冷
却工程があることが多い。シール工程と同様に、フィルム上に、上下運動可能な冷却ユニットがあり、その冷却ユニットに固定されている冷却バーが下降し接触することでフィルムの熱を奪う。その後、冷却ユニットが上昇し、フィルムが間欠運動で進む。この冷却バーには通常水が循環されており、水温は一定に保たれている。条件によっては、数回冷却を行うこともある。表裏２枚の包装フィルムの縦方向のシールができる。（以下、縦方向のシールを縦シールと記す）。

次に表裏２枚の包装フィルムの幅方向（以下横方向と記す）のシールを行う。フィルムの縦方向のシールと同様に行うことができる。（以下、横方向のシールを横シールと記す）。

表裏２枚のフィルムの縦方向、横方向をシールさせた後、スリット工程がある。表裏２枚のフィルムの縦方向に対してスリット刃を配置し、所定のシール幅となるようにフィルムの耳をスリットする。また、フィルムの中央にもスリット刃を配置し、所定の袋長となるようにスリットする。

最後に表裏２枚のフィルムのシール部を横方向に対して、所定の袋幅となるように断裁（カット）することにより、製袋機における袋の製袋工程は完了する。包装袋は、コンベア上に乗り、所定の枚数毎にまとめられ、箱に梱包される。

次に、製袋機の段取り作業について説明する。

製袋機で生産する品目が変わる場合、包装袋のサイズ、材質などの仕様が変更になる。これらの変更の際に行う作業を段取り作業という。具体的には、原反の取替え作業、機械側での送り量（間欠運動でフィルムを動かす量）の変更、シール設定温度の変更、シールユニット、冷却ユニット、パンチユニットなどの位置変更、チャックや底材を使用している場合には、更なる位置変更がある。

従来の段取り作業では、作業者の目視確認、またはスケールなどで測定を行った上で、送り量を調整しながら、各ユニットの位置調整を行っている。多くの場合は製袋機を動かしながらの調整を行っている。

製袋機で発生するロスは、段取り作業などで発生するスタート調整ロスの占める割合が高く、特に各ユニットの位置調整作業で、動かしながらの調整を行うことに起因するロスが多い。製袋工程は、製品出荷前の最終工程であり、ここでのロスは生産側としては大きな痛手となるため、段取り作業の簡易化、ロス削減に繋がる施策が求められている。

先行技術として、次のような方法が報告されている。特許文献１では、予め印刷された絵柄毎にあるマークをマークセンサーに読み取らせることで、印刷ピッチを読み取る。シールユニット、冷却ユニット、パンチユニットなどの位置調整が必要な機構にそれぞれデジタルスケールを取り付けることにより、移動量を明示させ、作業者は手動で調整させる量を知ることができる。また、上記の調整が必要なユニットにフィルムの流れ方向に対して駆動装置などを取り付ければ、マークセンサーより算出された移動量に対して自動で位置調整を行うことも可能となる。

しかし、上記の方法では累積される誤差が発生する。旧原反と新原反の印刷ピッチを規定枚数の平均値から算出する方法を取っている。その結果から、印刷ピッチ差が１０ｍｍであればシールユニットを１０ｍｍ動かすことになっている。巻出位置からシールユニットに到達するまでに仮に１００ショットあったとすると、シールユニットの位置では１０ｍｍ×１００ショットの累積誤差が発生する。この累積誤差について考えられていない。

特開２００９−１６６３５０号公報

原反の取り換えや、包装袋のサイズ、フィルム材質変更時に、各ユニットの位置調整が容易で、段取り作業が簡易にでき、製袋工程でのロス削減に繋がる製袋装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、包装フィルムロールから繰り出す連続する一枚の包装フィルムを中央部切断し、二枚のフィルムを重合わせる、または二つ折りにしてフィルムを重ね合わせる機構と、
重ね合わせたフィルムを連続運動から間欠運動に切替えるダンサー機構と、
重ね合わせたフィルムの縦方向及び横方向の位置を合わせる機構と、
重ね合わせたフィルムに対して縦方向、横方向の特定幅をシールさせるシールバー（特定の形に成型された金属の板）を装着した上下運動可能なシールユニットと、
シールされたシール面に対して冷却を行うための上下運動可能な冷却ユニットと、
製袋サイズに応じてスリットするためのスリット機構と、
袋の形状に成形するための断裁（カット）機構と、
断裁後の袋を箱詰めするために袋を徐々に移動させるコンベアと、
原反条件・製袋サイズ・シール温度条件などを入力・操作可能な主操作盤を備えた製袋機において、
フィルム上に印刷されている印刷ピッチ毎のマークをマークセンサーから読み取る機構と、
その読み取った値から、断裁機構から前記シールユニット、前記冷却ユニットまでの距離を算出する機構と、
算出された距離をレール上を移動するレーザーポインターを用いて照射し明示する機構と、
を備えたことを特徴とする製袋装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１記載の製袋装置を用いて製袋することを特徴とする製袋方法である。

本発明は、印刷ピッチ毎のマークをマークセンサーから読み取り、その読み取った値から、断裁（カット）機構から前記シールユニット、前記冷却ユニットまでの距離を算出して、算出された距離をレール上を移動するレーザーポインターを用いて照射し明示することにより、作業者に対して目に見える形で調整位置を示すことができる。よってユニット位置調整の段取り作業を簡易化し、製袋工程でのロス削減が可能となる。

三方袋の一例を示す説明図である。 自立型の袋の一例を示す説明図である。 ノッチ、パンチを有する三方袋の一例を示す説明図である。 本発明の製袋機の位置調整ユニットの概略図である。 フィルムに印刷されたマーク位置の一例を示す説明図である。 コーナーカットが入る場合の断裁（カット）一例を示す説明図である。 コーナーカットが入る場合の断裁（カット）を１度切りした一例を示す説明図である。 コーナーカットがある場合の断裁（カット）を２度切りした一例を示す説明図である。

本発明は、フィルム上の印刷ピッチ毎に印刷されたマークをマークセンサーを介して読み取ることにより、各マーク間の距離を測定し、断裁（カット）機構を原点として、位置調整が必要なヒーターユニット、冷却ユニットなどの移動させるべき位置を算出した後、レーザーポインターがレール上を移動し、各ユニットの位置調整位置に到達後、レーザーを照射する。

これにより作業者は、スケールによる測定などをせずに、レーザーの照射位置にユニットを移動させることで位置調整を行うことができる。また、この調整は機械が停止している状態で行うことができる。また稼働しながらでも調整できる。

また、位置調整が必要な各ユニットに、位置調整する駆動機構を取り付ければ、印刷ピッチから算出した位置に自動でユニットを動かすことも可能である。

発明を実施するための形態について説明する。

製袋機にて一品目の生産が終了し、次の品目の生産の準備を行う段取り作業の際には、まず新原反を巻出機に取付ける。この作業は、原反の巻出軸が二軸あるようならば前品目の原反の生産中に次品目の原反を取付けておくことが可能である。

巻出機に原反を取付け後は、原反の継作業を行う。製袋機にかけられたフィルムは巻出部から繰り出され、多くのロールを介して搬送されており、原反交換の度に紙通しを行うのでは時間がかかる。そのため、前品目の原反と次品目原反をテープで継ぐことで対応している。この際に、継ぎ目が斜めになると、斜行の原因ともなるため、注意が必要となる。

また、図２に示すような自立型の袋を作成する場合の多くは、袋の底を形成するために傾斜を持ったシールバーに変更する必要がある。製袋条件にもよるが、このシールバーは１５０〜２００℃程度の高温に保温した状態で製袋を行っているため、製袋機停止後にも熱が残っていることが多い。充分冷えたのを確認してから手袋などをして取り外し、次品目のシールバーを取り付ける必要がある。

図４は、本発明の製袋機の位置調整ユニットの概略図である。上下のフィルムがダンサー機構により間欠運動され、ニップロール２１を経て縦シール部Ａを形成する縦シールユニット１１、縦冷却ユニット１２により縦シール１５される。

次に縦シール部Ｂを形成する横シールユニット１３、横冷却ユニット１４により横シール１６される。

縦、横シールされた上下フィルムをスリット機構２３にてスリットする。包装袋の開口部、包装袋の長さを決める。スリットの刃はレザー刃、丸刃など使用できる。

次にニップロール２２を経て、横シールした部分の中央部を断裁（カット）機構２４にてカットして包装袋の幅の長さを決め、包装袋を作成する。

図５は、製袋機上のフィルムの平面図である。斜線部はシール部を示す。縦シール１５、横シール１６した後にスリット機構２３、断裁機構２４がある。またフィルムの端に印刷ピッチ毎に印刷されたマーク４１を示している。

図４に示すように本発明の製袋装置は、フィルム上に印刷されている印刷ピッチ毎のマーク４１をマークセンサー（図に示していない）から読み取る機構と、その読み取った値から、断裁（カット）機構２４から位置調整が必要なユニットまでの距離を算出する機構２６と、算出された距離をレール３２上を移動するレーザーポインター３１を用いて照射し明示する機構と、を備えている。

フィルム上の印刷ピッチ毎に印刷されたマーク４１をマークセンサーを介してから読み取ることにより、各マーク間の距離を測定し、フィルムの断裁（カット）機構２４を原点として、位置調整が必要なシールユニット１１、１３、冷却ユニット１２、１４や、他のユニット、例えばパンチユニット（図に示していない）などの移動させるべき位置を算出し、レーザーポインター３１がレール３２上を移動し、各ユニットの調整位置に到達後にレーザーを照射し、フィルムの中央部に明示する。作業者は、目視確認し調整することができる。

製袋機にて一品目の生産が終了し、次の品目へと準備を行う段取り作業を行う際には、まず新原反を巻出機に取付ける。この作業は、原反の巻出軸が二軸あるようならば前品目原反の生産中に次品目原反を取付けておくことが可能である。

更に詳しく説明する。

まず、次品目の上下フィルムを断裁（カット）機構２４の位置まで移動させる。その際に、マークセンサーにより次品目の原反に印刷されているマークを読み取ることで印刷ピッチを測定し、平均値を算出する。

次に印刷ピッチの平均値と、予め入力されている横冷却ユニット１４、横シールユニット１３、縦冷却ユニット１２、縦シールユニット１１の移動可能範囲から各ユニットのあるべき位置を算出機構２６にて算出する。そして算出された距離をレール上をレーザーポインターが移動して、下流の横冷却ユニット１４を配置すべく位置から順にレーザーポインターで照射を行い、上流の縦シールユニット１１まで行う。作業者の位置調整作業を簡易化できる。

レーザーポインターの照射位置としては、断裁位置を基準としている関係上、横冷却ユニット１４、横シールユニット１３、縦冷却ユニット１２、縦シールユニット１１、それぞれのセンターに合わせる。

図６は、コーナーカットが入る場合の断裁（カット）一例を示す説明図である。図６に示すコーナーカット４２は角を丸くすることで付加価値を高めるために開けている。

次に断裁（カット）方式について説明する。１度切、２度切、トムソンカットなどいくつかの方式があるが、ここでは基本的な１度切、２度切について説明する。図５に示すようにコーナーカット４２が入らない場合には、通常１度切で対応する。

図７は、コーナーカットが入る場合の断裁（カット）を１度切りにした一例を示す説明図である。コーナーカット４２が入って１度切すると、（ａ）に示すように、包装袋とした際に端部に角が出てしまう。

図８は、コーナーカットが入る場合の断裁（カット）を２度切りした一例を示す説明図である。２度切を行う場合、１度切りした後に予め主操作盤にて設定された２度切幅２５の分だけ移動し再度切る。このようにすることで、（ｂ）に示すように、１度切で問題となった角のない包装袋を作成できる。

本発明を利用し、パンチユニットの位置調整を行う場合、断裁（カット）を１度切ならばノッチ３位置は袋の端部、つまりカット位置に調整、パンチ４位置は袋の流れ方向の中央、つまり印刷ピッチの中間、コーナーカット４２は袋の角、つまりカット位置に調整すればよい。ただ、２度切の際はノッチ３位置のみ２度切幅２５を考慮して設定する必要がある。２度切幅は予め主操作盤にて設定されているため、その値を考慮した上で対応すればよい。

このように、本発明を利用すれば縦シールユニット、縦冷却ユニット、横シールユニット、横冷却ユニット、及びパンチユニットの位置調整をレーザーポインターの照射という目に見える形で作業者に示すことができる。段取り作業の簡易化が図れ、スタート調整ロスを抑えることができる。

１Ａ：フィルム（上側）
１Ｂ：フィルム（下側）
２：包装袋（製袋品）
３：ノッチ（製品を開けやすくするための切り口）
４：パンチ（製品を商品棚にかけるための穴）
１１：縦シールユニット
１２：縦冷却ユニット
１３：横シールユニット
１４：横冷却ユニット
１５：縦シール
１６：横シール
２１：ニップロール（縦シール前）
２２：ニップロール（切断前）
２３：スリット機構
２４：断裁（カット）機構
２５：２度切幅
２６：調整距離算出機構
３１：レーザーポインター
３２：レール
４１：印刷ピッチ毎に印刷されたマーク
４２：コーナーカット
Ａ：縦シール部
Ｂ：横シール部
（ａ）：包装袋の端部に角部あり
（ｂ）：包装袋の端部に角部なし

Claims (2)

1. 包装フィルムロールから繰り出す連続する一枚の包装フィルムを中央部切断し、二枚のフィルムを重合わせる、または二つ折りにしてフィルムを重ね合わせる機構と、
   重ね合わせたフィルムを連続運動から間欠運動に切替えるダンサー機構と、
   重ね合わせたフィルムの縦方向及び横方向の位置を合わせる機構と、
   重ね合わせたフィルムに対して縦方向、横方向の特定幅をシールさせるシールバー（特定の形に成型された金属の板）を装着した上下運動可能なシールユニットと、
   シールされたシール面に対して冷却を行うための上下運動可能な冷却ユニットと、
   製袋サイズに応じてスリットするためのスリット機構と、
   袋の形状に成形するための断裁（カット）機構と、
   断裁後の袋を箱詰めするために袋を徐々に移動させるコンベアと、
   原反条件・製袋サイズ・シール温度条件などを入力・操作可能な主操作盤を備えた製袋機において、
   フィルム上に印刷されている印刷ピッチ毎のマークをマークセンサーから読み取る機構と、
   その読み取った値から、断裁機構から前記シールユニット、前記冷却ユニットまでの距離を算出する機構と、
   算出された距離をレール上を移動するレーザーポインターを用いて照射し明示する機構と、
   を備えたことを特徴とする製袋装置。
2. 請求項１記載の製袋装置を用いて製袋することを特徴とする製袋方法。

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