JP2005280828A - 包装用フィルム接続装置とその接続方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 フィルムを安定した温度にて熱シールして、確実に接続することのできる包装用フィルムの接続装置とその接続方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも一方に電熱線３４が設けられる一対のベース部３１，３２と、少なくともいずれかのベース部３１を近接方向または遠隔方向へ移動するためのベース部駆動手段Ｋ６と、を備え、電熱線３４と前記電熱線３４に対向する受け部３５とによって熱溶着可能なフィルムＦ１，Ｆ２を挟んで熱シールする包装用フィルムの接続装置であって、フィルムＦ１，Ｆ２を介在せずに、ベース部３１，３２を近接方向および遠隔方向へ移動させるようにベース部駆動手段Ｋ６を制御するとともに、電熱線３４に通電させる準備動作を促す制御手段Ｋ４を備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の包装用のフィルム同士を連結する包装用フィルムの接続装置とその接続方法に関し、例えば、粘着テープや接着剤などの連結用資材を使用することなく、連結するための包装用フィルムの接続装置とその接続方法に適用できる。
従来、物品を包装するための包装用フィルムとしては、アルミまたはナイロン等のからなるベースフィルムと、低密度ポリエチレンからなる延伸可能な熱溶融樹脂層（融着層）との積層体がロール状に巻かれてなるフィルムロールを適用するものがあり、充填包装機やストレッチ包装機等の包装機に使用されていた。
また、これらの包装機を用いて包装する場合、ロール状に巻かれたフイルムロールのフイルムが消費されて無くなる前に、人手によって、事前に機械を停止して新しいフイルムロールと取り換えて再び機械を運転させていた。このためフイルムロールの交換時は包装作業ができなくなり、包装の作業能率を低下させる原因となっていた。また最近のオートメーション化により物品の包装から計数，梱包，出荷までライン化している状況下において、包装機の停止は全ラインの効率低下につながるという問題もある。
そこで、供給中のフイルムロールとは別に予備のフイルムロールを予め包装機にセットしておき、この予備のフイルムロールからフイルムの始端部を繰出してフイルム接続部箇所に隣接して設けた保持部材により停止状態に支持して待機させ、前記供給中のフイルムロールのフイルムが消費されてしまった時、それを検知して供給中のフイルムの終端部と待機中のフイルムの始端部とを前記フイルム接続部箇所にてフイルム同士を接続させて機械を停止させることなく連続してフイルムを供給するようにしたフイルム自動接続装置が提案されている。（たとえば、特許文献１，特許文献２を参照。）
実公平３−４８００９号公報 実公昭６２−３１３８１号公報
これらの接続装置においては、供給フイルムロールのフイルムと予備フイルムロールのフイルムの接続手段として熱溶着機構を設け、供給中のフイルムロールのフイルムが所定量消費されたことを検知するとシール部材を作動して互いに密着させて供給中のフイルムと待機中のフイルムとを溶着して、フイルム接続を行うと同時に、新しいフイルムロールに切替るようにしている。
しかしながら、これらの接続装置は、フィルムロールに巻かれたフィルムが無くなるまで作動しないため、温度が低いままであることがあった。特に、熱溶着機構としてインパルス方法による熱シールを行うものについては、急激に温度を上昇させ短時間にてフィルムを熱シールする必要があるため、前記熱溶着機構自体が冷えている場合、温度が安定して上昇せずに、温度斑が発生して、フィルムが確実に接続できない箇所が生じてしまうという問題があった。
そこで本発明の目的とするところは、上述した問題点に着目してなされたものであって、フィルムを安定した温度にて熱シールして、確実に接続することのできる包装用フィルムの接続装置とその接続方法を提供することである。
上述した課題を解決するために、本発明の包装用フィルムの接続装置は、請求項１に記載したように、少なくとも一方に電熱線が設けられる一対の台と、少なくともいずれかの前記台を近接方向または遠隔方向へ移動するための台駆動手段と、を備え、前記電熱線と前記電熱線に対向する受け部とによって熱溶着可能なフィルムを挟んで熱シールする包装用フィルムの接続装置であって、前記フィルムを介在せずに、前記台を近接方向および遠隔方向へ移動させるように前記台駆動手段を制御するとともに、前記電熱線に通電させる準備動作を促す制御手段を備えてなることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の包装用フィルムの接続装置において、前記制御手段は、前記接続装置の電源投入後に行う初期動作として、前記準備動作を促す処理を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載したように、請求項１に記載の包装用フィルムの接続装置において、前記各台の間へ複数の前記フィルムを重ねて挿入する挿入部材と、前記挿入部材を駆動する挿入部材駆動手段と、を備え、前記制御手段は、前記所定のタイミングにおいて、前記挿入部材による前記フィルムの挿入を行わずに前記準備動作を促す処理を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の包装用フィルムの接続方法は、請求項４に記載したように、近接または遠隔して動作する一対の台の少なくとも一方の前記台に設けられる電熱線によって熱溶着可能なフィルムをインパルスシールする包装用フィルムの接続方法であって、複数の前記フィルムを熱シールして接続するフィルム切替処理前において、前記フィルムを介在せずに、前記台を近接方向および遠隔方向へ移動させ、前記電熱線に通電させる準備動作の処理を行うことを特徴とする。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１から図５において、供給状態にあるフィルムＦ１と待機状態にあるフィルムＦ２を繋ぎ合わせて切替るフィルム切替装置Ａに適用したものについて例に挙げて説明する。フィルム切替装置Ａは、図１に示すように、フィルム供給機構１と、フィルム移送機構２と、フィルム繋ぎ機構（フィルム接続装置）３と、から主に構成され、図示しない機台に支持される。
フィルム供給機構１は、軸部１１，１２のそれぞれに着脱交換可能に回転軸支されているフィルム原反Ｒ１，Ｒ２からフィルムＦ１，Ｆ２を供給するものである。フィルムＦ１およびフィルムＦ２は、アルミまたはナイロン等からなるベースフィルムＦ１１，Ｆ２１と、低密度ポリエチレンからなる延伸可能な熱溶融樹脂層（融着層）Ｆ１２，Ｆ２２との積層体を適用でき、長尺形状のものがロール状に巻回されたフィルム原反Ｒ１，Ｒ２から引き出されて供給される。なお、フィルムＦ１とフィルムＦ２とは、同じ厚みおよび幅寸法のものが用いられる。また、待機状態であるフィルムＦ２は、その端縁部がクリップ等からなる係止部材１３によって所定位置に係止される。
フィルム移送機構２は、サーボモータからなる駆動手段を駆動源として回転可能に設けられフィルムＦ１を挟んで対向する一対のロール２１によって、フィルムＦ１を所定速度にて繰り出すものである。
フィルム繋ぎ機構３は、ベース部（台）３１，３２と、挿入板（挿入部材）３３と、電熱線３４と、受け部３５とから構成され、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを繋ぎ合わせて連結状態にするものである。
ベース部３１，３２は、フィルム供給機構１からフィルム移送手段２までのフィルム移送経路の近傍箇所に設けられる一対の部材である。また、ベース部材３１，３２は、互いに間隔をおいて設けられるとともに、少なくとも一方のベース部３１には、エアシリンダ等の図示しない駆動手段が設けられ、他方のベース部３２に対して近接または遠隔方向に開閉動作（往復移動）可能に設けられている。
挿入板３３は、図２に示すように、フィルムＦ１の側部およびフィルムＦ２の端縁部近傍をベース部３１，３２間の隙間に差し込むようにして挿入するものである。この場合、挿入板３３は、図示しないエアシリンダ等の駆動手段によって、フィルムＦ１の移送方向に対して略垂直に往復移動されて、挿入板３３の先端部によってフィルムＦ１，Ｆ２を差し込まれるように構成される。
電熱線３４は、ベース部３１における受け部３５の対向箇所に設けられ、通電によって発熱可能なニクロム線が適用でき、インパルス方法によって短時間にて高温に発熱する。また、電熱線３４は、フィルムＦ１，Ｆ２に対して幅方向の全幅に渡って設けられ、保護シート３４ａを介して、フィルムＦ１，Ｆ２に近接，接触することによって、電熱線３４近傍の熱溶融樹脂層Ｆ１２，Ｆ２２を溶融するものである。なお、保護シート３４ａは、電熱線３４にフィルムＦ１，Ｆ２が貼り付くのを抑制するための電熱線保護膜であり、フッ素コーティングされた樹脂シートを適用できる。
る。
また、電熱線３４は、図３に示すように、ベース部３１，３２間に差し込まれたフィルムＦ１，Ｆ２を、ベース部３１の近接方向の動作（閉動作）によって、対向する受け部３５と電熱線３４との間に挟み込んで押圧することができる。
この状態にてフィルムＦ１を巻回してなるフィルム原反Ｒ１の軸部１１を逆回転させることによって、軸部１１から保護シート３４ａを介して電熱線３４と接触する箇所Ｃまでの間のフィルムＦ１にテンションを与え、フィルムＦ１の接触箇所Ｃを溶断することができる。また、電熱線３４によって形成された前記溶融箇所付近におけるフィルムＦ１，Ｆ２を溶着するとともに溶断することによって余剰部分を取り除くことができる。
また、前記溶断の処理後、ベース部３１の遠隔方向への動作（開動作）によって前記溶融状態となったフィルムＦ１，Ｆ２とシール部３４とが遠隔し、前記溶融部分が冷却硬化されて熱溶融樹脂層Ｆ１２，Ｆ２２同士が融着されてフィルムＦ１，Ｆ２を繋ぎ合わせることができる。また、前記溶融部分は、連結状態のフィルムＦ１，Ｆ２の繋ぎ目となる。
受け部３５は、ベース部３２における電熱線３４の対向箇所に設けられ、シリコーン等の弾性を有し、熱伝達率の高い材質のものが適している。受け部３５は、前記フィルムＦ１，Ｆ２の溶着、溶断時において、電熱線３４の凹凸を弾性によって吸収し、フィルムＦ１，Ｆ２が滑りにくいようにするとともに、電熱線３４の熱を吸収（伝達）することで、電熱線３４や保護３４ａが熱で焼けてしまうことを防止できる。
上述した構成によって、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを接続する処理を行うことができる。なお、シール機構３の開閉動作は、フィルム移送機構２または、別体に設けられるピンチローラ等からなるフィルム停止機構によって、供給状態にあるフィルムＦ１の移送を停止した状態にてなされる。また、上述したシール機構３の動作によって繋ぎ目が形成された後、フィルム移送機構２によって、再びフィルムＦ１および繋ぎ目を介してフィルムＦ２をベース部３１，３２間から引き出すようにして移送することで、フィルムＦ１が供給状態から待機状態へ、フィルムＦ２が待機状態から供給状態へ切替ることができる。
次に本発明の各駆動手段を制御する制御手段について、図４を用いて説明する。
電源スイッチＫ１は、フィルム切替装置Ａの電源のオン，オフを切替るスイッチである。運転スイッチＫ２は、フィルム切替装置Ａの運転，停止を切替るスイッチである。電源スイッチＫ１や運転スイッチＫ２は、作業者による操作に基づいた操作信号を出力する。
終端検出手段Ｋ３は、フィルム原反Ｒ１，Ｒ２に巻回されたフィルムＦ１またはフィルムＦ２の終端を検出するものであり、フィルムＦ１，Ｆ２の終端，もしくは終端付近となった場合に、検出信号を出力する。終端検出手段Ｋ３は、例えば、フィルム原反Ｒ１，Ｒ２から引き出されたフィルムＦ１またはフィルムＦ２の有無を検出する光電センサ、あるいはフィルムＦ１，Ｆ２の張力を検出するテンションセンサが適用できる。
制御手段Ｋ４は、例えば、マイクロコンピュータからなるもので、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭや演算値を一時的に記憶するＲＡＭ，前記プログラムを実行するためのＣＰＵ，電源スイッチＫ１，運転スイッチＫ２や終端検出手段Ｋ３からの信号を入力したり後述する各手段へ制御信号を出力するなど電気的な接続関係をなすための入出力インターフェイス等を有するものである。
挿入板駆動手段（挿入部材駆動手段）Ｋ５は、挿入板３の往復移動を行うための駆動源であり、例えば、エアシリンダと、このエアシリンダの空圧を制御するための電磁弁から主に構成される。挿入板駆動手段Ｋ５は、制御手段Ｋ４からの制御信号に基づいて、挿入板３３を往復動作させるものである。
ベース部駆動手段（台駆動手段）Ｋ６は、ベース部３１を往復移動させるためのもので、エアーシリンダと、電磁弁とを設けてなるものである。ベース部駆動手段Ｋ６は、制御手段Ｋ４から制御信号に基づいて、ベース部３１をベース部３２に対して近接方向もしくは遠隔方向へ動作させる。
電熱線駆動手段Ｋ７は、制御手段Ｋ４からの制御信号に基づいて、電熱線３４に電力を供給するものである（以下、通電と記す）。
サーボモータＫ８は、フィルム移送機構２の駆動源となるものであり、制御手段Ｋ４からの制御信号に基づいて、ロール２１を回転させ、所定速度にてフィルムＦ１を繰り出して移送するものである。
サーボモータＫ９は、軸部１１，軸部１２の駆動源となるものであり、例えば、フィルム移送機構２のロール２１とともに所定のテンションを与えながらフィルムＦ１を繰り出すことができる。また、サーボモータＫ９は、制御手段Ｋ４の制御信号に基づいて、軸部１１の回転数や回転方向が制御される。
上述した電気的な構成によって、最適な駆動タイミングにてそれぞれの機構が駆動制御される。次に制御手段Ｋ４によるフィルム切替装置Ａの初期動作について図５を用いて説明する。
制御手段Ｋ４は、運転スイッチＫ１からの操作信号に基づいて、作業者によって電源がオンされたか否かを判定する（ステップＳ１）。
制御手段Ｋ４は、ステップＳ１において、電源がオンされていると判定した場合、初期動作として、ベース部３１とベース部３２とが近接するように、ベース部駆動手段Ｋ６を駆動させ、電熱線３４が所定の温度に達するように、電熱線駆動手段Ｋ７を所定時間（例えば１秒間）駆動する準備動作を行う。この後、制御手段Ｋ４は、ベース部３１とベース部３２とが遠隔するようにベース部駆動手段Ｋ６を駆動される（ステップＳ２）。
制御手段Ｋ４は、ステップＳ２の処理が終了した後、運転スイッチＫ２の操作信号に基づいて、作業者による操作によって「運転」に切替されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
制御手段Ｋ４は、ステップＳ３において、「運転」に切替されたと判定した場合、通常動作として、フィルム移送機構２を動作させ、予め設定された所定速度にてフィルムＦ１が繰り出されるように、サーボモータＫ８を制御する（ステップＳ４）。
また、制御手段Ｋ４は、終端検出手段Ｋ３の検出信号に基づいて、フィルムＦ１の終端もしくは終端付近が検出されたか否かを判定する（ステップＳ５）。
制御手段Ｋ５は、ステップＳ５において、フィルムＦ１の終端が検出された場合、図２，３を用いて説明したように、各駆動系を動作させることによって、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを接続する処理（フィルム切替処理）を行う（ステップＳ６）。
上述した制御手段Ｋ４によるステップＳ１からステップＳ６までの処理によって、初期動作（ステップＳ３）を行った後に、ステップＳ４以降の通常動作としてフィルム移送処理やフィルム切替処理を行うことができる。
かかるフィルム切替装置Ａによれば、少なくとも一方に電熱線３４が設けられる一対のベース部３１，３２と、少なくともいずれかのベース部３１を近接方向または遠隔方向へ移動するためのベース部駆動手段Ｋ６と、を備え、電熱線３４と前記電熱線３４に対向する受け部３５とによって熱溶着可能なフィルムＦ１，Ｆ２を挟んで熱シールする包装用フィルムの接続装置であって、フィルムＦ１，Ｆ２を介在せずに、ベース部３１，３２を近接方向および遠隔方向へ移動させるようにベース部駆動手段Ｋ６を制御するとともに、電熱線３４に通電させる準備動作を促す制御手段Ｋ４を備えてなる。したがって、制御手段Ｋ４は、運転スイッチＫ１の電源投入後、初期動作として、ベース部３１，３２を近接方向へ動作（閉動作）させ、電熱線を所定温度まで高める準備動作を行う（ステップＳ２）ことによって、受け部３５，保護シート３４ａ，ベース部３１，３２の温度を高めることができるため、その後に行う、フィルムＦ１，Ｆ２のフィルム切り換え処理（ステップＳ６）において、フィルムＦ１，Ｆ２の接触面の温度斑を抑制することができ、安定した状態にて熱シールを確実に行うことができる。
また、制御手段Ｋ４は、電源投入後に行う初期動作として、フィルムＦ１，Ｆ２を介在せずに、ベース部３１，３２を近接方向および遠隔方向へ移動させるようにベース部駆動手段Ｋ６を制御するとともに、電熱線３４を通電させる準備動作を促す処理を行うことによって、長期間の間、フィルム切替装置Ａを動作せずに冷えてしまっている場合であっても、フィルム繋ぎ機構３を暖めることができ、安定した温度状態を得ることができる。
また、ベース部３１，３２の間へ複数のフィルムＦ１，Ｆ２を重ねて挿入する挿入板３３と、挿入板３３を駆動する挿入板駆動手段Ｋ５と、を備え、制御手段Ｋ４は、初期動作時において、挿入板３３によるフィルムＦ１，Ｆ２の挿入を行わずにベース部駆動手段Ｋ６の駆動および電熱線３４の通電を行うように制御することによって、フィルムＦ１，Ｆ２を挟まなくとも、フィルム繋ぎ機構３を加熱する準備動作を行うことができるため、無駄にフィルムＦ１，Ｆ２を傷付けない構成となる。
また、かかるフィルム切替装置Ａの工程によれば、近接または遠隔して動作する一対のベース部３１，３２の少なくとも一方のベース部３１に設けられる電熱線３４によって熱溶着可能なフィルムＦ１，Ｆ２をインパルスシールする包装用フィルムの接続方法であって、複数のフィルムＦ１，Ｆ２を熱シールして接続するフィルム切替処理前において、フィルムＦ１，Ｆ２を介在せずに、ベース部３１，３２を近接方向および遠隔方向へ移動させ、電熱線３４に通電させる準備動作の処理を行うことによって、フィルムＦ１，Ｆ２を安定した温度にて熱シールして、確実に接続することができる。
なお、上述した実施の形態では、終端検出手段Ｋ３に基づいてフィルムＦ１，Ｆ２の切替処理を行うフィルム切替装置Ａについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、軸１１の回転速度を検出し、フィルムＦ１の移送速度と軸芯の外径からフィルムＦ１の残量を算出し、フィルムＦ１の終端付近を判定した後に、フィルム切替処理を行ってもよいし、また、切替スイッチを設け、作業者による前記切替スイッチの手動操作によってフィルム繋ぎ機構３を動作させてフィルム切替処理を行うものであってもよい。
また、ベース部３１，３２は、電熱線３４を保持する片方のベース部３１がベース部駆動手段Ｋ６によって往復動作するものを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、受け部３５を有するベース部３２が動作するように駆動手段を設けてもよいし、両方のベース部３１，３２が動作するものであってもよい。
また、フィルム切替装置Ａの電源投入後の初期動作において、ベース部３１，３２同士を近接させ、電熱線３４を所定時間通電させる準備動作を行う処理について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め設定された所定のタイミングにて前記処理を行うものであればよく、例えば、フィルム切替装置Ａの再起動時や、所定時間毎に、前記処理を行うものであってもよい。
本発明の実施の形態のフィルム接続装置を示す図。 同上実施の形態のシール機構を示す側面図。 同上実施の形態の溶着，溶断するフィルムを示す断面図。 同上実施の形態の電気的な構成を示す図。 同上実施の形態の制御手段の処理手順を示す図。
符号の説明
３ フィルム繋ぎ機構
３１，３２ 台（ベース部）
３３ 挿入板（挿入部材）
３４ 電熱線
３５ 受け部
Ｆ１，Ｆ２ フィルム
Ｋ４ 制御手段
Ｋ５ 挿入部材駆動手段（挿入板駆動手段）
Ｋ６ ベース部駆動手段（台駆動手段）

Claims (4)

  1. 少なくとも一方に電熱線が設けられる一対の台と、少なくともいずれかの前記台を近接方向または遠隔方向へ移動するための台駆動手段と、を備え、前記電熱線と前記電熱線に対向する受け部とによって熱溶着可能なフィルムを挟んで熱シールする包装用フィルムの接続装置であって、
    前記フィルムを介在せずに、前記台を近接方向および遠隔方向へ移動させるように前記台駆動手段を制御するとともに、前記電熱線に通電させる準備動作を促す制御手段を備えてなることを特徴とする包装用フィルムの接続装置。
  2. 前記制御手段は、前記接続装置の電源投入後に行う初期動作として、前記準備動作を促す処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の包装用フィルムの接続装置。
  3. 前記各台の間へ複数の前記フィルムを重ねて挿入する挿入部材と、前記挿入部材を駆動する挿入部材駆動手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記所定のタイミングにおいて、前記挿入部材による前記フィルムの挿入を行わずに前記準備動作を促す処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の包装用フィルムの接続装置。
  4. 近接または遠隔して動作する一対の台の少なくとも一方の前記台に設けられる電熱線によって熱溶着可能なフィルムをインパルスシールする包装用フィルムの接続方法であって、
    複数の前記フィルムを熱シールして接続するフィルム切替処理前において、前記フィルムを介在せずに、前記台を近接方向および遠隔方向へ移動させ、前記電熱線に通電させる準備動作の処理を行うことを特徴とする包装用フィルムの接続方法。
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KR101256349B1 (ko) * 2012-06-26 2013-04-25 주식회사 솔팩 고속 분말 포장기의 포장필름 자동연결장치

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