JP2014191411A - フィルム生産管理システム及び巻き替え機及びスリッター機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール状の長尺の基材に例えば蒸着等の加工処理を行ってロール製品を生産する場合に、基材の伸縮の影響を受ける事無く不良の位置を正確に特定することが可能なフィルム生産管理システムを提供する。
【解決手段】フィルム生産管理システムは、製造情報記憶手段と、検査機フレーム信号受信手段と、マーキング手段と、検査結果記憶手段と、紐付け手段と、を有している。製造情報記憶手段は、ロール製品の製造中の各種の製造情報を記憶する手段で、検査機フレーム信号受信手段は、検査機が基材上を分割検査した区切り位置で発信する検査機フレーム信号を受信する手段で、マーキング手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により、前記基材上の所定位置へマークを付ける手段で、検査結果記憶手段は、検査機から送られた検査結果を記憶する手段で、紐付け手段は、製造情報および検査結果を紐付けする手段である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール状に生産される無地フィルムの生産管理システムに関する。

近年、生産管理システムにはトレーサビリティー、自工程保証、統計的プロセス制御など、従来よりも高度な工程管理が求められるようになっている。

生産管理システムは、単に出荷時において製品が品質を満たしているかを確認するだけでなく、その製品が製造されている状況にも注目し、製造後であっても製造状況を後から評価する事を可能とし、収率改善、品質向上に寄与するシステムである。

まず、トレーサビリティーを実現するためには各工程において製造条件などのデータを、製品と紐付けて記録する必要がある。

製造過程において個々独立した状態で製造されていく製品では、個々それぞれの製品に対して、その製品を作っているときの製造条件などのデータを紐づけて記録すれば良い。しかし、機能性フィルムなどの大量生産のように、無地であり製品長が長い場合には、製造過程の記録を、何にどのように紐付けるかが問題となる。

ロール状に生産される機能性フィルム等は、一例であるが幅長が１〜２メートル、長辺が数千メートルに及ぶロール状に巻かれたプラスチックフィルム等の長尺の基材に対して何らかの蒸着加工や別フィルムを張り合わせるラミネート加工等を行うことにより生産される。

製造工程ではこのように連続して製造されている機能性フィルム等に対して、トレーサビリティーを実現するためには、基材の製造、その後の蒸着工程やラミネート工程を経て生産されているロール状の機能性フィルム等の中で、ある特定の部位（例えば不良部）がそれぞれの工程でどの位置に発生したかを正確に識別し、その場所に位置情報を紐付けて記録する必要がある。この場合位置情報が正確でなければならない。

上記位置情報は、機能性フィルム等の生産においては自工程保証でも正確性が求められる。

自工程保証の具体的な目的は、前工程で発生した不良が後工程にて不具合を発生させるのを防ぐことや、すでに不良となることがわかっているものに対してそれ以降に無駄な工数をかけないことや、各工程で発生している不良の量や内容の認識と、それによる工程改善を図ることである。

しかし、機能性フィルム等長尺の基材に対して行われる生産では、不良を検出した場合であってもそれを除去する行為が生産性の低下を招く恐れがあり、特に軽微な不良の除去は生産性を著しく低下させてしまう。即ち、軽微な欠陥（例えば極小さい汚れ等）などは、後工程にて不具合を発生させる可能性は低い。したがって、長尺の基材を途中でいったん切って不良箇所を除去して再接合するよりも、ほぼ最終工程まで製造して断裁して１個の製品になったときに不良品を除去するほうが、生産性が高い。

このように軽微な不良で次工程への影響も軽微である場合には、どの工程で発生したものであるかを記録し、最後にまとめて不良品や不良箇所の除去を実施するようにしたほう
が、生産性を犠牲にせず自工程保証とともに全工程の保証をすることが出来る。

しかし、前工程にて不良を除去しない場合、現工程の検査結果にはすでに前工程で発生していた不良も含まれることになる。即ち、基材の製造工程で発生した不良は次工程、例えば蒸着工程の検査でも不良として検出されることがある。

このため、現工程にて発生した不良を明らかにするには、現工程の検査結果から、前工程にてすでに検出されていた不良を除外する作業が必要となる。

また、不良が発生した工程及び製品上の位置の特定は、自工程保証のみならずトレーサビリティーの観点からも重要となる。

不良の位置は任意の基準からの距離で示されることが一般的であり、機能性フィルム等の不良発生位置は通常、短辺方向（基材の幅方向）の右、若しくは左端を基準として幅方向の座標で示され、長辺方向は検査開始位置を基準とした座標で示される。

この位置（座標）が正確でない場合、前述の現工程から前工程の不良を除外する作業が困難となり、問題となる。

以上のように機能性フィルム等の製造工程においてトレーサビリティー、自工程保証を実現するためには、正確な位置の認識が必要となる。さらに統計的プロセス制御においても、データの位置精度が高いほうが望ましい。

さらに、不良を除去する場合においても、その位置精度が高くなれば除去に対する労力軽減、正確な除去による品質向上、原価削減に繋がる。

しかしながら、基材の製造工程、蒸着工程、その他の各工程において、生産中はたるみやシワを防ぐ等の目的で基材に張力をかけていること、乾燥等の目的で熱をかけること、等により伸縮が発生する。

更に、基材にかかる張力や熱は各工程や各装置により一定ではないことから、伸縮も一定ではなく、長辺方向では各工程間で数パーセントの差異が生じることがある。製品の長辺方向は数千メートルに及ぶため、たとえ１％の伸縮であっても差異は数十メートルに及ぶこととなる。

更に、このような基材自体の伸縮の他、基材の長さを計測するエンコーダーのズレや滑りなどによっても誤差が加算される。

このように機能性フィルム等の製造において位置精度は重要であるにもかかわらず解決が困難であり、特に不良除去に関連してその精度向上が望まれ試みられてきた。

特開２００８−６８４３４号公報

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであって、ロール状の長尺の基材に例えば蒸着等の加工処理を行ってロール製品を生産する場合に、基材の伸縮の影響を受ける事無く不良の位置を正確に特定することが可能なフィルム生産管理システムを提供することを目的
とする。

そこで請求項１に記載の発明は、
長尺のフィルム基材に１つ以上の加工処理を行ってロール状に巻き取ったロール製品の生産に用いられるフィルム生産管理システムであって、
製造情報記憶手段と、検査機フレーム信号受信手段と、マーキング手段と、検査結果記憶手段と、紐付け手段と、を有し、
製造情報記憶手段は、ロール製品の製造中の各種の製造情報を記憶する手段であって、
検査機フレーム信号受信手段は、検査機が前記基材上を分割検査した区切り位置で発信する検査機フレーム信号を受信する手段であって、
マーキング手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により、前記基材上の所定位置へフレーム毎にマークを付ける手段であって、
検査結果記憶手段は、検査機から送られた検査結果を記憶する手段であって、
紐付け手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により前記検査機が前記分割検査したそれぞれの領域を１管理単位として特定し、各１管理単位の製造情報および検査結果を紐付けする手段であることを特徴とするフィルム生産管理システムである。

請求項２に記載の発明は、
前記紐付け手段は、前記ロール製品の各製造工程における検査結果情報、製造情報を紐付けしており、
前記検査結果情報には前記１管理単位中の欠陥の位置座標が少なくとも含まれており、それぞれの個別の番号を付けられた前記１管理単位について、各工程での前記検査結果情報を、前記欠陥の位置座標で関連付けることにより、各工程で発生した欠陥を特定することを特徴とする請求項１に記載のフィルム生産管理システムである。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または２に記載のフィルム生産管理システムの前記検査結果を利用可能で、
巻き出し手段と、搬送手段と、搬送速度調整手段と、マーク読み取り手段と、管理単位特定手段と、位置座標特定手段と、巻き取り手段と、を少なくとも有し
巻き出し手段は、前記ロール製品から基材を巻き出す手段であって、
搬送手段は、巻き出された前記基材を所定の搬送路上を搬送する手段であって、
搬送速度調整手段は、前記基材の搬送速度を調整可能とする手段であって、
マーク読み取り手段は、前記基材上の前記マークを読み取る手段であって
管理単位特定手段は、所定の個別の番号を有する前記１管理単位を特定する手段であって、
位置座標特定手段は、前記１管理単位内の所定位置座標を特定する手段であって、
巻き取り手段は、搬送された前記基材を巻き取る巻き取り手段であって、
前記検査結果により、欠陥を有する管理単位が前記搬送路上の所定位置に来たときに搬送速度を調整して停止させ、欠陥を有する不良部分の除去と良品部分のつなぎ合わせが行われた後に、再搬送を開始することを特徴とする巻き替え機である。

請求項４に記載の発明は、
請求項１または２に記載のフィルム生産管理システムの前記検査結果を利用可能で、
巻き出し手段と、搬送手段と、搬送速度調整手段と、マーク読み取り手段と、管理単位特定手段と、位置座標特定手段と、スリット手段と、小巻手段と、を少なくとも有し、
巻き出し手段は、前記ロール製品から基材を巻き出す手段であって
搬送手段は、巻き出された前記基材を、所定の搬送路上を搬送する手段であって、
搬送速度調整手段は、前記基材の搬送速度を調整可能とする手段であって、
マーク読み取り手段は、前記基材上の前記マークを読み取る手段であって、
管理単位特定手段は、所定の個別の番号を有する前記１管理単位を特定する手段であって、
位置座標特定手段は、前記１管理単位内の所定位置座標を特定する手段であって、
スリット手段は、搬送された前記基材を、搬送方向に平行に所定本数に切断する手段であって、
小巻手段は、前記スリット手段により切断されて細幅になった基材それぞれを小巻ロール製品として巻き取る手段であって、
前記検査結果により、欠陥を有する管理単位が前記搬送路上の所定位置に来たときに搬送速度を調整して停止させ、欠陥を有する不良部分の除去と良品部分のつなぎ合わせが行われた後に、再搬送を開始することを特徴とするスリッター機である。

本発明によれば、ロール状の長尺の基材を製造した後、１つ以上の加工処理を行ってロール製品を生産する場合に基材の伸縮の影響を受ける事無く不良の位置を正確に特定することが可能となる。また、不良の位置情報は不良発生位置の特定、工程内ロスの計測、トレーサビリティー、統計的プロセス管理に用いることによって、生産管理の精度を向上させることが出来る。

本発明のフィルム生産管理システムの構成の一例を示す図。 本発明のフィルム生産管理システムの機能を説明するための図でフィルム製造工程で生産されたロールフィルムの一例を示す図。 本発明のフィルム生産管理システムで不良位置を特定する方法を示す図。（ａ）はフィルム製造工程での検査結果情報を示す図。（ｂ）はラミネート工程での検査結果情報を示す図。（ｃ）はフィルム製造工程での検査結果情報とラミネート工程での検査結果情報を結合した情報を示す図。（ｄ）はラミネート工程で発生した不良情報を示す図。 本発明の巻き替え機の概略構成の一例を示す図。 巻き替え機へ基材をセットした場合を示す図。

以下、本発明の実施方法ついて説明する。

図１は本発明のフィルム生産管理システムの構成の一例を示す図である。本発明のフィルム生産管理システムは、製造情報記憶手段と、検査機フレーム信号受信手段と、マーキング手段と、検査結果記憶手段と、紐付け手段と、を有している。

製造情報記憶手段は、ロール製品の製造中の各種の製造情報を記憶する手段である。
検査機フレーム信号受信手段は、検査機が基材上を分割検査した区切り位置で発信する検査機フレーム信号を受信する手段である。
マーキング手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により、前記基材上の所定位置へマークを付ける手段である。
検査結果記憶手段は、検査機から送られた検査結果を記憶する手段である。
紐付け手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により検査機が分割検査したそれぞれの領域を１管理単位として特定し、各１管理単位の製造情報および検査結果を紐付けする手段である。

図２は本発明のフィルム生産管理システムの機能を説明するための図でフィルム製造工程で生産されたロールフィルムの一例を示す図である。図１のフィルム生産管理システム
の構成図と、図２の生産されたロールフィルムを示す図を用いて本発明のフィルム生産管理システムの機能をより詳細に説明する。本発明のフィルム生産管理システムでは製造情報記憶手段によってロール製品の製造中の各種の製造情報、例えばフィルム製造速度、フィルムの膜厚等の製造情報が記憶される。検査機はフィルム製造装置内に設置され、フィルム上に発生した不良１０１を検出する。この場合、検査機は分割検査（この分割検査の単位をフレームと呼ぶ）した区切り位置でフレーム信号を発生する。このフレーム信号は検査機フレーム信号受信手段で受信される。検査結果は、検査結果記憶手段で記憶される。検査機フレーム信号受信手段でフレーム信号が受信される度にフィルムの端部にフレーム記号１１０、１１１、１１２・・・がマーキング手段によって印字される。また、紐付け手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により検査機が分割検査したそれぞれの領域を１管理単位として特定し、各１管理単位毎の製造情報および検査結果を紐付けする。そうすることによって製造情報と検査結果情報が関連付けされ、後のトレーサビリティー、統計的プロセス管理に用いることが出来る。

図３は長尺のフィルム製造工程での検査結果情報を示す図である。本発明のフィルム生産管理システムでは不良発生工程と発生位置を特定することが出来る。即ち図３（ａ）は長尺のフィルム製造工程での検査結果情報を示す図である。図中１〜５、及び４９９６〜５０００を便宜上、フレーム番号と呼ぶ。図３（ａ）の長尺のフィルム製造工程では、フレーム番号２、４、４９９６、４９９９で不良が検出されている。また、検査開始位置、終了位置に目印となるラベル１０、１１をそれぞれ貼り付ける。

図３（ｂ）はフィルム製造工程の次工程であるラミネート工程で不良検知をした結果を示す。ラミネート工程では、製造中に熱を加えたことにより全体の巻き長が５０００メートルから６０００メートルへ伸びたことを示してしている。

そのため、図３（ｂ）のラミネート工程の検査では、検査フレーム距離を基材生産時に印字されたフレーム記号に合わせて行う。フレーム記号は例えばマークセンサーや撮像カメラを用いることによって読み取ることが出来る。検査の結果、図３（ｂ）の例では、フレーム番号２、４９９７、４９９９で不良の発生が検出されたことを示している。更に、検査開始位置、終了位置に目印となるラベル２１、２２をそれぞれ貼り付ける。

ラミネート工程での検査開始位置は、フィルム製造工程での検査開始位置、終了位置のラベル位置を基準として関連付ける事が出来る。

こうすることによって、 図３（ｃ）の情報統合（上記フィルム製造工程とラミネート工程での検査結果を合わせること）を正確に行うことができ、その結果、図３（ｄ）に示すラミネート工程にて発生した欠陥を認識することができる。この例では、開始位置等の目印をラベルでとしているが、ラベルではなくフレーム位置を示す記号とは異なるもので印字する事もできる。また、加工処理が２つの工程である場合を示しているが、３以上であってもよい。

尚、検査したことが保証されるのは、フレーム２からフレーム４９９９までとなる。

上記に示したフィルム製造工程やラミネート工程で発生した不良情報は次工程である巻き替え機やスリッター機で利用することが出来る。

図４は本発明による巻き替え機の概略構成を示す図である。巻き替え機２００は、フィルム生産管理システムの上記検査結果を利用可能で、巻き出し手段と、搬送手段と、搬送速度調整手段と、マーク読み取り手段と、管理単位特定手段と、位置座標特定手段と、巻き取り手段と、を有している。巻き出し手段によってロール製品から基材を巻き出し、搬
送手段によって巻き出された基材を所定の搬送路上を搬送する。また、搬送速度調整手段によって基材の搬送速度を調整可能で、マーク読み取り手段によって基材上のマーク１１０、１１１、１１２・・・を読み取り、管理単位特定手段によって所定の個別の番号（フレーム番号）を有する１管理単位を特定する。更に位置座標特定手段によって１管理単位内の所定位置座標を特定し、また、巻き取り手段によって基材を巻き取る場合に、検査結果により、欠陥を有する管理単位が搬送路上の所定位置に来たときに搬送速度を調整して停止させ、欠陥を有する不良部分の除去と良品部分のつなぎ合わせが行われた後に、再搬送を開始する。

図５は上記巻き替え機に基材４０をセットした場合を示す図で、エンコーダー５０により速度、位置を制御しながら繰り出していく。

この場合、不良発生位置はフレーム数により示されている。基材製造時に印字した記号６０を光電センサー５１が認識しながらカウントすることでフレーム番号（管理単位数）を認識することが出来る。

図４に示すように、不良が存在する場合には、対象のフレームへ接近した場合は減速を開始し、フレーム内での最終的な位置合わせはエンコーダー５０により誘導され、巻き替え機を停止後（速度ゼロ）、不良部分を除去し、良品部がつなぎ合わされる。

上記説明では、巻き替え機で巻き替える際に不良部分を除去する場合を例示したが、スリッター機で不良を除去する場合においても、ほぼ、同様の構成や動作とすればよい。

巻き替え機とスリッターのいずれであっても、管理単位数をカウントすることで不良が存在する管理単位へ移動でき、管理単位内での位置指定のみエンコーダーを用いるため、きわめて正確な位置精度で不良部を捉えることが出来るため効率的である。

さらに、各工程での生産中の温度、圧力（押圧）、搬送速度などのプロセスデータを、各フレームと対応付けて保存することにより、正確なトレーサビリティーを実現できる。

本発明によるフィルム生産管理システムによれば、ロール状の長尺の機能性フィルム等の生産、及びその後１つ以上の加工処理を行ってロール製品を生産する場合にフィルムの伸縮の影響を受ける事無く不良の位置を正確に特定することが可能となり、更に不良発生位置の特定、工程内ロスの計測、トレーサビリティー、統計的プロセス管理などの精度を向上させることが出来る。

１０・・・最初の工程検査開始ラベル
１１・・・最初の工程検査終了ラベル
２１・・・２回目以降の工程での検査開始ラベル
２２・・・２回目以降の工程での検査終了ラベル
４０・・・原反
５０・・・エンコーダー
５１・・・カメラ
６０・・・マーク
１０１・・・不良
１１０、１１１、１１２・・・フレーム記号
２００・・・巻き替え機

Claims (4)

1. 長尺のフィルム基材に１つ以上の加工処理を行ってロール状に巻き取ったロール製品の生産に用いられるフィルム生産管理システムであって、
   製造情報記憶手段と、検査機フレーム信号受信手段と、マーキング手段と、検査結果記憶手段と、紐付け手段と、を有し、
   製造情報記憶手段は、ロール製品の製造中の各種の製造情報を記憶する手段であって、
   検査機フレーム信号受信手段は、検査機が前記基材上を分割検査した区切り位置で発信する検査機フレーム信号を受信する手段であって、
   マーキング手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により、前記基材上の所定位置へフレーム毎にマークを付ける手段であって、
   検査結果記憶手段は、検査機から送られた検査結果を記憶する手段であって、
   紐付け手段は、検査機フレーム信号受信手段からの信号により前記検査機が前記分割検査したそれぞれの領域を１管理単位として特定し、各１管理単位の製造情報および検査結果を紐付けする手段であることを特徴とするフィルム生産管理システム。
2. 前記紐付け手段は、前記ロール製品の各製造工程における検査結果情報、製造情報を紐付けしており、
   前記検査結果情報には前記１管理単位中の欠陥の位置座標が少なくとも含まれており、それぞれの個別の番号を付けられた前記１管理単位について、各工程での前記検査結果情報を、前記欠陥の位置座標で関連付けることにより、各工程で発生した欠陥を特定することを特徴とする請求項１に記載のフィルム生産管理システム。
3. 請求項１または２に記載のフィルム生産管理システムの前記検査結果を利用可能で、
   巻き出し手段と、搬送手段と、搬送速度調整手段と、マーク読み取り手段と、管理単位特定手段と、位置座標特定手段と、巻き取り手段と、を少なくとも有し
   巻き出し手段は、前記ロール製品から基材を巻き出す手段であって、
   搬送手段は、巻き出された前記基材を所定の搬送路上を搬送する手段であって、
   搬送速度調整手段は、前記基材の搬送速度を調整可能とする手段であって、
   マーク読み取り手段は、前記基材上の前記マークを読み取る手段であって
   管理単位特定手段は、所定の個別の番号を有する前記１管理単位を特定する手段であって、
   位置座標特定手段は、前記１管理単位内の所定位置座標を特定する手段であって、
   巻き取り手段は、搬送された前記基材を巻き取る巻き取り手段であって、
   前記検査結果により、欠陥を有する管理単位が前記搬送路上の所定位置に来たときに搬送速度を調整して停止させ、欠陥を有する不良部分の除去と良品部分のつなぎ合わせが行われた後に、再搬送を開始することを特徴とする巻き替え機。
4. 請求項１または２に記載のフィルム生産管理システムの前記検査結果を利用可能で、
   巻き出し手段と、搬送手段と、搬送速度調整手段と、マーク読み取り手段と、管理単位特定手段と、位置座標特定手段と、スリット手段と、小巻手段と、を少なくとも有し、
   巻き出し手段は、前記ロール製品から基材を巻き出す手段であって
   搬送手段は、巻き出された前記基材を、所定の搬送路上を搬送する手段であって、
   搬送速度調整手段は、前記基材の搬送速度を調整可能とする手段であって、
   マーク読み取り手段は、前記基材上の前記マークを読み取る手段であって、
   管理単位特定手段は、所定の個別の番号を有する前記１管理単位を特定する手段であって、
   位置座標特定手段は、前記１管理単位内の所定位置座標を特定する手段であって、
   スリット手段は、搬送された前記基材を、搬送方向に平行に所定本数に切断する手段であって、
   小巻手段は、前記スリット手段により切断されて細幅になった基材それぞれを小巻ロール製品として巻き取る手段であって、
   前記検査結果により、欠陥を有する管理単位が前記搬送路上の所定位置に来たときに搬送速度を調整して停止させ、欠陥を有する不良部分の除去と良品部分のつなぎ合わせが行われた後に、再搬送を開始することを特徴とするスリッター機。