JP2005178861A

JP2005178861A - フィルム収縮用トンネル

Info

Publication number: JP2005178861A
Application number: JP2003424344A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Imaizumi; 佳郎今泉; Takamasa Fujii; 孝昌藤井
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】本発明は、前工程において熱収縮性フィルムで包装された１次包装品（ワーク）を加熱収縮させて密着包装するフィルム収縮用トンネルにおいて、初期起動時のトンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良と一定時間経過後の風量安定時の高熱による該フィルムの膨張過剰による破裂を防止するフィルム収縮用トンネルを提供することを目的とする。
【解決手段】前記フィルム収縮用トンネルＡには、トンネルＡ内風量変化によって発生するフィルム収縮不良を防止するために、ワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段１と、該トンネルＡ内の温度情報を取得する温度情報取得手段２と、該ワーク通過情報と該温度情報とに基づいてトンネルＡ内温度を変化させる温度制御手段３とを備えていることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピロー包装設備などの前工程で包装された熱収縮性フィルムを熱により収縮させる収縮フィルム用トンネルに関するものである。

食品入りプラスチックトレー容器などの包装、カップ麺、菓子、カセット、ビデオディスクなどの個包装、飲料などの食料品、各種部品、事務用品などの集積包装などにおける収縮包装分野においては、ピロー包装設備などの前工程で熱収縮性フィルムにより、ラフな形状に１次包装した製品（ワーク）をタイトな仕上がり状態に最終包装するために高温の内部環境を有する収縮フィルム用トンネルを通過させている。

このような熱収縮包装に使用される代表的なフィルムは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）であるが、用途によっては、その他にポリスチレン、高収縮ナイロン、ＰＳＰ、発泡ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などがある。

このような熱収縮性フィルムの特性で重要な点は、収縮特性であり、即ち収縮方向、収縮温度、収縮応力によって適用可能な包装形態と包装物が限定される。

まず、収縮方向については、フィルムの縦方向だけ収縮する縦一軸タイプと横方向だけの横一軸および縦横とも収縮する二軸タイプがある。

収縮温度が高いフィルムは、収縮応力が小さくなり、美麗な包装に仕上げることが困難なため工業包装用または流通包装用に適している。

また、収縮温度が低いフィルムは、収縮応力が大きくなり、複雑な形状でも美麗な包装に仕上げることができるので商業包装用に適している。

上記の熱収縮包装に使用される代表的なフィルムである、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）の各々の収縮適性温度は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣが９７〜１０３℃、ポリエチレン（ＰＥ）が１５０〜１８０℃、ポリプロピレン（ＰＰ）が１４０〜１５０℃程度である。

したがって、一般的にポリエチレン（ＰＥ）フィルムは、収縮温度が高く、弾力性に富み、気温による影響が少ないため、主に工業包装用分野または流通包装用に使用される。

これに対しポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）は、収縮温度が低く、透明性が良いため商業包装用分野に使用される。

次に、前工程における包装形態は、二方シール方式としては、例えば２枚のフィルムを上下方向からそれぞれ繰り出し、合せて先ず、前方を熱接着し、ここに包装対象品を送り込み、Ｉ型シール・バーによって進行方向後方をシール・カットし、収縮包装すると包装物の両側面に隙間（スリーブ孔）が残るスリーブ包装方式がある。

三方シール方式としては、二つ折りフィルムをロール状に巻いたものから引き出し、フィルムの間に包装対象品を入れ、Ｌ型熱シール・バーでシールとカットを行うＬ型シール包装方式がある。

また、ロール状のフィルムを引き出し、製袋板を使用してセンター・シールを行い、その間に包装対象品を入れ、進行方向の前後をクロス・シールしてピロー状にするピロー包装方式がある。

四方シール方式としては、ロール状のフィルムを引き出し、前後シールと両サイドシールを組み合わせて行う四方シール包装方式がある。

以上のような方法により、前工程で熱収縮性フィルムにより、１次包装された製品（ワーク）は、図５に示すように、高温の内部環境を有する収縮フィルム用トンネル（炉）Ａ内に供給される。

前記収縮フィルム用トンネル（炉）Ａは、該トンネルＡ内を高温の環境にするために主に熱風が使用されている。

該熱風は、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気が供給され、該外気は電気ヒータ９などが内蔵された熱風製造器１０により作られ、吹き出し口１２から供給される。

該収縮フィルム用トンネルＡの供給口１３から供給されたワークＢは、コンベア８により、排出口１４に移動するが、そのトンネルＡに入った瞬間、該トンネルＡ内の熱により、その包装された被包装物の内部の空気が急激に膨張するので、密封包装の場合は、熱収縮性フィルムＥは風船のように膨張状態１５になる。

その後、該トンネルＡ内を通過中に該フィルムに開けられたいくつかの空気孔から空気が徐々に抜け収縮状態１６になり、その後該フィルムＥはワークＢにタイトに張り付いた仕上がり状態１７で、該収縮フィルム用トンネルＡの排出口１４から排出される。

ワークＢがまだ供給される前の収縮フィルム用トンネルＡ内は、一定の温度と風量を保持しているが、該ワークＢが該トンネルＡ内に供給され連続して通過すると該トンネルＡ内の風量バランスが崩れはじめフィルムＥが収縮するための充分な熱量が与えられず収縮不良が発生する。

すなわち、図６に示すように、ワークＢが該トンネルＡ内に供給口１３から、供給され連続して通過し、該トンネルＡ外に排出口１４から排出されると、該トンネルＡのワークＢの供給口１３から外気が流入し、排出口１４からは該トンネルＡ内の熱風が流出していくためである。

トンネルＡ内の温度は、該トンネルＡ内に設置された温度検知器５の電気信号により、電気ヒータ９を比例制御し、温度制御されているが、特に該トンネルＡの初期起動時は、風量バランスが崩れると正確な制御ができなくなり、該トンネルＡ内の温度が低下するので、一定時間後に風量が安定し、該トンネルＡ内温度も回復するまでの間、フィルムＥの収縮不良が多発する問題が発生する。

そこでフィルムＥの収縮不良を温度で補おうとして高温にした場合、ワークＢの通過開始時は良好な収縮を行うが、図７に示すように、該トンネルＡ内が高温状態のままで一定時間経過後の風量安定状態になると、該トンネルＡの供給口１３から供給された該ワークＢは、該トンネルＡに入った瞬間、該トンネルＡ内の高熱により、初期起動時よりも更に激しく膨張するので包装したシール面が該フィルムＥの膨張に耐え切れず破裂状態１８を引き起こし、充分な包装ができない問題が発生する。

さらに、包装したフィルムＥに余分な熱がかかり、フィルムＥ自体もダメージを受ける問題も発生する。

本発明は従来技術の問題点を解決しようとするものであり、前工程において熱収縮性フィルムで包装された１次包装品（ワーク）を加熱収縮させて密着包装するフィルム収縮用トンネルにおいて、初期起動時のトンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良と一定時間経過後の風量安定時の高熱による該フィルムの膨張過剰による破裂を防止するフィルム収縮用トンネルを提供することを目的とする。

本発明は、上記のような課題を解決する為に成されたもので、本発明の請求項１に係る発明は、前工程において熱収縮性フィルムで包装された１次包装品（ワーク）Ｂを加熱し収縮させて密着包装するフィルム収縮用トンネルＡにおいて、前記フィルム収縮用トンネルＡには、トンネルＡ内風量変化によって発生するフィルム収縮不良を防止するために、ワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段１と、該トンネルＡ内の温度情報を取得する温度情報取得手段２と、該ワーク通過情報と該温度情報とに基づいてトンネルＡ内温度を変化させる温度制御手段３とを備えていることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１記載のフィルム収縮用トンネルにおいて、前記ワーク通過情報取得手段１は、前記トンネルＡ内に設置されたワーク検知器４から得られる電気信号により行われることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１記載のフィルム収縮用トンネルにおいて、前記温度情報取得手段２は、前記トンネルＡ内に設置された温度検知器５から得られる電気信号により行われることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１記載のフィルム収縮用トンネルにおいて、前記温度制御手段３は、前記ワーク通過情報取得手段１と前記温度情報取得手段２とにより得られる各々の電気信号を制御コンピュータＤに入力し、該制御コンピュータＤを構成しているタイマーＴとカウンターＣと内部リレーＭとの組み合わせにより、トンネルＡ内の温度制御が行われることを特徴とする請求項１記載のフィルム収縮用トンネルである。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項１又は４記載のフィルム収縮用トンネルにおいて、前記温度制御手段３は、前記トンネルＡ内にワークＢが一定時間通過しなければ、該トンネルＡ内を高温状態６にすることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

本発明の請求項６に係る発明は、請求項１又は４記載のフィルム収縮用トンネルにおいて、前記温度制御手段３は、前記トンネルＡ内にワークＢが一定時間通過し続け、該トンネルＡ内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になれば、該トンネルＡ内を低温状態７にすることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

本発明のフィルム収縮用トンネルは、ワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段と、該トンネル内の温度情報を取得する温度情報取得手段と、該ワーク通過情報と該温度情報とに基づいてトンネル内温度を変化させる温度制御手段とを備えることにより、初期起動時のトンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良と一定時間経過後の風
量安定時の高熱による該フィルムの膨張過剰による破裂を防止し、更にトンネル内風量変化時の使用者による温度設定変更の手間が省けるフィルム収縮用トンネルを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態を図１から図４に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係るフィルム収縮用トンネルＡの１実施例を示すブロック図であり、図２は本発明に係るフィルム収縮用トンネルＡの１実施例を示すフローチャートであり、図３は本発明に係るフィルム収縮用トンネルＡの１実施例を示す側断面図であり、図４は本発明に係るフィルム収縮用トンネルＡの温度制御を行う制御コンピュータＤの原理図である。

本発明のフィルム収縮用トンネルＡは、図１に示すように、前工程において熱収縮性フィルムで包装された１次包装品（ワーク）Ｂを加熱し収縮させて密着包装するフィルム収縮用トンネルＡにおいて、前記フィルム収縮用トンネルＡには、トンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良を防止するために、ワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段１と、該トンネル内の温度情報を取得する温度情報取得手段２と、該ワーク通過情報と該温度情報とに基づいてトンネルＡ内温度を変化させる温度制御手段３とを備えている。

前記ワーク通過情報取得手段１は、トンネルＡ内に設置されたリミット・スイッチや赤外線センサなどから構成されるワーク検知器４から得られる電気信号により行われる。

前記温度情報取得手段２は、トンネルＡ内に設置された温度トランスミッタなどの温度検知器５から得られる電気信号により行われることを特徴とするフィルム収縮用トンネルである。

前記温度トランスミッタは、温度を電気信号に変換する温度センサ部と、この電気信号を増幅して出力する変換部から構成され、温度センサには白金測温抵抗体などが使用されている。

前記ワーク通過情報取得手段１と前記温度情報取得手段２とにより得られる各々の電気信号は、制御コンピュータＤの入力部Ｘに入力され、該制御コンピュータＤの温度制御手段３により、トンネルＡ内の温度制御が行われる。

前記制御コンピュータＤの内部原理は、図４に示すように、基本的な要素として、電気信号を取り込む入力部Ｘ、外部へ出力する出力部Ｙ、内部で記憶するために使用する内部リレーＭ、内部で時間を計測するタイマーＴ、内部でカウントするカウンターＣなどで構成されている。

前記入力部Ｘと前記出力部Ｙは、外部と接続している信号を操作し、また取り出すことができるが、内部リレーＭ、タイマーＴ、カウンターＣは直接外部と信号をやり取りできないので、必ず入・出力部Ｘ、Ｙを介して行う。

前記温度制御手段３は、前記トンネルＡ内にワークＢが一定時間通過しなければ、該トンネルＡ内を高温状態６に温度制御する。

また、前記トンネルＡ内にワークＢが一定時間通過し続け、該トンネルＡ内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になれば、該トンネルＡ内を低温状態７に温度制御
する仕組みになっている。

次に、図２および図３に示す、フローチャートとフィルム収縮用トンネルの１実施例を
示す側断面図に基づいて詳細に説明する。

＜Ｓ１＞フィルム収縮用トンネルＡ内にリミット・スイッチや赤外線センサなどから構成されるワーク検知器４を設置する。

＜Ｓ２＞フィルム収縮用トンネルＡの供給口１３から供給されてくるコンベア８上のワークＢが連続して通過するか否かをワーク検知器４により測定し、その情報を制御コンピュータＤに入力する。

＜Ｓ３＞フィルム収縮用トンネルＡ内に温度トランスミッタから構成される温度検知器５を設置する。

＜Ｓ４＞フィルム収縮用トンネルＡ内の温度を温度検知器５により測定し、該測定温度を制御コンピュータＤに入力する。

＜Ｓ５＞制御コンピュータＤ内部では、フィルム収縮用トンネルＡの供給口１３から供給されてくるコンベア８上のワークＢが連続して通過するか否かの情報とその時の該トンネルＡ内の温度をリアルタイムに照合する。

＜Ｓ６＞その際、ワークＢが予め設定した一定時間の間に該トンネルＡ内を連続して通過しなくて、且つ予め設定した温度より低い場合は、図３に示すように、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気を供給し、該外気は電気ヒータ９などが内蔵された熱風製造器１０により熱風に変換されて吹き出し口１２から供給され該トンネルＡ内は高温状態になる。

このように該トンネルＡ内の環境を高温状態にすることにより、該トンネルＡの初期起動時に発生するワークＢの通過開始時の風量低下（風量バランス不安定時）に起因するフィルムＥの収縮不良を補い収縮不良問題が解決される。

＜Ｓ７＞また、トンネルＡ内にワークＢが一定時間通過し続け、該トンネルＡ内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になれば、図３に示すように、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気を供給し、熱風製造器１０により作られる熱風の温度が予め設定した温度に制御され、該トンネルＡ内を低温状態７にすることにより、フィルムＥの膨張過剰による破裂を防止する。

次に、再びトンネルＡ内にワークＢが一定時間通過しなければ、該トンネルＡ内の環境を高温状態６にする仕組みになっている。

以上のような仕組みによって構成された、フィルム収縮用トンネルＡを用いることにより、初期起動時のトンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良と一定時間経過後の風量安定時の高熱による該フィルムの膨張過剰による破裂を防止し、更にトンネル内風量変化時の使用者による温度設定変更の手間が省けるフィルム収縮用トンネルを提供することができる。

本発明のフィルム収縮用トンネルＡは、該トンネルＡの供給口１３にワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段１として、リミット・スイッチからなるワーク検知器４
を設置した。

また、温度情報取得手段２として、トンネルＡ内に温度トランスミッタからなる温度検知器５を設置した。

次に、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気を供給し、該外気を電気ヒータ９が内蔵された熱風製造器１０により熱風に変換し、吹き出し口１２から供給して該トンネルＡ内を１６０℃程度の高温状態にした。

次に、フィルム収縮用トンネルＡ内の温度を温度検知器５により測定した結果を制御コンピュータＤに入力した。

このように高温状態６の環境になった該トンネルＡ内に厚さ１５０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムＥで包装したワークＢ（ダンボール函）を供給し連続通過させた。

該トンネルＡの供給口１３に設置されたリミット・スイッチからなるワーク検知器４によりワーク通過情報が制御コンピュータＤに入力された。

ワークＢが１００個程通過した時点で制御コンピュータＤ内の温度制御装置により、該トンネルＡ内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になったので、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気が供給され、熱風製造器１０により作られる熱風の温度が１５０℃に制御され、該トンネルＡ内が低温状態７になった。

以上のような仕組みによって構成されたフィルム収縮用トンネルＡを用いることにより、初期起動時に発生するワークＢの通過開始時の風量低下（風量バランス不安定時）に起因する熱収縮性フィルムＥの収縮不良もなく、また一定時間経過後の風量安定時の高熱による該フィルムの膨張過剰による破裂もなく、さらにトンネルＡ内の温度設定変更も自動化され無人化することが可能になり、包装コストが削減できた。

本発明のフィルム収縮用トンネルＡは、該トンネルＡの供給口１３にワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段１として、リミット・スイッチからなるワーク検知器４を設置した。

次に、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気を供給し、該外気を電気ヒータ９が内蔵された熱風製造器１０により熱風に変換し、吹き出し口１２から供給して該トンネルＡ内を１１０℃程度の高温状態にした。

このように高温状態６の環境になった該トンネルＡ内に厚さ２００μｍの二軸延伸塩化ビニルフィルムＥで包装したワークＢ（ダンボール函）を供給し、連続通過させた。

ワークＢが１００個程通過した時点で制御コンピュータＤ内の温度制御装置により、該トンネルＡ内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になったので、該トンネルＡの上部にある空気供給口１１から、外気が供給され、熱風製造器１０により作られる熱風の温度が１００℃に制御され、該トンネルＡ内が低温状態７になった。

本発明に係るフィルム収縮用トンネルの１実施例を示すブロック図である。本発明に係るフィルム収縮用トンネルの１実施例を示すフローチャートである。本発明に係るフィルム収縮用トンネルの１実施例を示す側断面図である。本発明に係るフィルム収縮用トンネルの温度制御を行う制御コンピュータの原理図である。従来のフィルム収縮用トンネルの１実施例を示す側断面図である。従来のフィルム収縮用トンネルの熱収縮性フィルムの収縮状態の１実施例を示す側断面図である。従来のフィルム収縮用トンネルの熱収縮性フィルムの収縮状態の１実施例を示す側断面図である。

符号の説明

Ａ・・・収縮用トンネル
Ｂ・・・ワーク（製品）
Ｅ・・・熱収縮性フィルム
Ｄ・・・制御コンピュータ
Ｘ・・・入力部
Ｙ・・・出力部
Ｍ・・・内部リレー
Ｔ・・・タイマー
Ｃ・・・カウンター
１・・・ワーク通過情報取得手段
２・・・温度情報取得手段
３・・・温度制御手段
４・・・ワーク検知器
５・・・温度検知器
６・・・高温状態
７・・・低温状態
８・・・コンベア
９・・・電気ヒータ
１０・・・熱風製造器
１１・・・空気供給口
１２・・・吹き出し口
１３・・・供給口
１４・・・排出口
１５・・・膨張状態
１６・・・収縮状態
１７・・・仕上がり状態
１８・・・破裂状態

Claims

前工程において熱収縮性フィルムで包装された１次包装品（ワーク）を加熱し収縮させて密着包装するフィルム収縮用トンネルにおいて、前記フィルム収縮用トンネルには、トンネル内風量変化によって発生するフィルム収縮不良を防止するために、ワーク通過情報を取得するワーク通過情報取得手段と、該トンネル内の温度情報を取得する温度情報取得手段と、該ワーク通過情報と該温度情報とに基づいてトンネル内温度を変化させる温度制御手段とを備えていることを特徴とするフィルム収縮用トンネル。
前記ワーク通過情報取得手段は、前記トンネル内に設置されたワーク検知器から得られる電気信号により行われることを特徴とする請求項１記載のフィルム収縮用トンネル。
前記温度情報取得手段は、前記トンネル内に設置された温度検知器から得られる電気信号により行われることを特徴とする請求項１記載のフィルム収縮用トンネル。
前記温度制御手段は、前記ワーク通過情報取得手段と前記温度情報取得手段とにより得られる各々の電気信号を制御コンピュータに入力し、該制御コンピュータを構成しているタイマーとカウンターと内部リレーとの組み合わせにより、トンネル内の温度制御が行われることを特徴とする請求項１記載のフィルム収縮用トンネル。
前記温度制御手段は、前記トンネル内にワークが一定時間通過しなければ、該トンネル内を高温状態にすることを特徴とする請求項１又は４記載のフィルム収縮用トンネル。
前記温度制御手段は、前記トンネル内にワークが一定時間通過し続け、該トンネル内の風量バランスがワーク通過状態で安定する時間になれば、該トンネル内を低温状態にすることを特徴とする請求項１又は４記載のフィルム収縮用トンネル。