JP6823111B2 - 断層観察キット - Google Patents

Description

この発明は、２枚の積層フィルムを重ね合わせて融着接合してなるシール部のシール状態を、該シール部の切断面を観察することにより検査することのできる断層観察キットに関する。

従来より、長尺の積層フィルムを連続的に繰り出しながら、ヒートシール手段を用いて縦シール部および横シール部を形成して袋状に製袋すると共に、該袋内に液状や粘稠状等の被包装物を自動的に充填包装する自動充填包装機が広く利用されている（特許文献１および特許文献２）。

特開平８−３０１２３７号公報 特開２００６−２４８５７８号公報

このような自動充填機では、包装形態に応じた生産条件を、項目毎に数値にて入力することで設定しているが、積層フィルムの品質や生産時の気温や湿度等によって適正な生産条件が変動することがあるため、自動充填機による生産開始前や、充填開始後、数時間毎に製造した包装体の縦シール部および横シール部のシール状態を確認し、その結果に基づいて生産条件の修正を行っている。

なお、自動充填機では、生産条件（設定値）が適正でないと、縦シール部や横シール部にシワや発泡等が発生し、該シワ等が通路となって被包装物が漏れ出すおそれがあり、シール不良部分を有する製品が１つでも発生すると、同じラインで製造された大量の製品が廃棄対象となる可能性があるため、上記のような生産条件の適宜の修正が必要とされている。

従来のシール状態の検査手順の一例を、下記に示す。
手順１）自動充填機で製造された包装体のフィルムのシール部（縦シール部および横シール部）の一部分を切り取る。
手順２）シール部から切り取ったフィルム片をマット上に乗せ、カッター等の刃を該フィルム片の表面に対し、直角になるように当て、定規をガイドにしながら刃を移動させて素早く切断する。
手順３）切断して二つに切り分けられたフィルム片のうちの一つを、切断端面が上向きとなるようにガラス板上に両面テープを用いて固定する。
手順４）ガラス板を顕微鏡のステージ上に載置し、該ステージの位置を調整すると共に、切断端面に顕微鏡のピントを合わせて撮影する。
手順５）撮影画像を、パソコン等を用いて表示し、シール部のシール状態の良否を確認する。

上記検査は、作業員が手作業で一日に複数回行なっており、非常に手間であると共に、小さなフィルム片を切断面が潰れないように、かつ水平になるように切断する必要があり、作業者の技量が必要とされ、またカッター等を用いて切断するため危険であった。

さらに、通常、シール状態の検査は、包装体の生産現場とは異なる場所（事務所等）で行われるため、シール状態を検査し、その結果から適正な生産条件を算出して充填包装機に設定するまでに、何度も検査場所と包装体の生産現場とを行ったり来たりする必要があり、時間と手間がかかっていた。

そこで、本発明では、作業員が包装体等の製品の生産現場で、シール部のシール状態の検査を行うことができ、また作業員の技量を必要とせず、だれでも簡単にシール状態を検査することのできる断層観察キットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため鋭意検討した結果、発明者らは、下記に述べる要旨構成に係る本発明に想到した。
即ち、本発明は、ベースフィルム層とシーラント層とを具える積層フィルムを、シーラント層どうしが対面するように重ね合わせた状態で加熱および加圧して、該シーラント層どうしを融着接合してなるシール部のシール状態を検査するための装置であって、
前記シール部を有する積層フィルムから、該シール部の少なくとも一部分が含まれるように切り出したフィルム片を載せるためのマットを備えるカットテーブルと、
前記フィルム片を、前記シール部を含むように全幅に亘って切断する切断装置と、
切断された前記フィルム片の切断面を撮影するカメラと、
を備え、前記カットテーブル、切断装置およびカメラが同じステージ上に配置されて一体となって持ち運び可能に構成されていることを特徴とする断層観察キットである。

なお、本発明の断層観察キットにおいては、
（１）前記ステージ上にさらに前記カメラによる撮影、画像の表示、画像の保存および撮影位置の指示を行うカメラ制御手段が配置されていること、
（２）前記切断装置は、切断刃と該切断刃の上方位置におもりを具え、該おもりを前記切断刃に対して落下させた際の衝撃荷重によって、前記切断刃を垂直に押下げて前記フィルム片を切断するものであること、
（３）前記マットは、弾性材料からなること、
（４）前記カットテーブルは、少なくとも水平方向に移動可能に構成されていること、
（５）前記カメラによって撮影された画像は、画像データ保存装置に保存されること、
がより好ましい解決手段となる。

本発明の断層観察キットによれば、シール部の切断を行う切断装置と、その切断面の撮影を行うカメラが１つのステージ上に配置されて一体となっているため、該断層観察キットとカメラ制御手段として例えばパソコンがあれば、場所を選ばずシール部のシール状態を検査することができ、検査の手間を軽減することができると共に、検査時間の短縮を図ることができる。

また、本発明では、カメラによる撮影の指示から画像の表示等を行うためのカメラ制御手段（パソコンや制御部を備えるモニター等）を、さらに前記断層観察キットと同じステージに配置させることで、本発明の断層観察キットだけでシール部の切断から撮影までの操作を行うことができる

また、本発明の断層観察キットによれば、切断装置としておもりの落下による荷重を利用することで、作業者の技量や熟練度に左右されず、誰でも簡単にシール部を、断面が潰れることなく正確に切断することができ、また作業員が手作業で小さなフィルム片を切断する必要がなく安全性を向上することができる。

さらに、撮影した画像は、充填包装機の設定条件（シール温度や圧力等）や環境条件等と併せて保存することができ、トレーサビリティに利用することができる。

本発明の断層観察キットの一実施形態を示す図である。 上記実施形態の断層観察キットの部分拡大図である。 上記実施形態の断層観察キットの部分拡大図である。 本発明の断層観察キットの他の実施形態を示す図である。 上記実施形態の断層観察キットによる検査方法の一例を説明する図である。 上記実施形態の断層観察キットの部分拡大図である。 上記実施形態の断層観察キットの保護カバーを示す図である。

以下、本発明にかかる断層観察キットについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一の実施形態の断層観察キット１の斜視図である。シール状態検査装置１は、主にカットテーブル２、切断装置３およびカメラ４を具え、すべての構成機器がステージ５上に固定配置されて一体で持ち運び可能な構造になっている。

まず、カットテーブル２は、上面にカッターマット６を有すると共に、下部には断面Ｃ字状の係合部７を有し、該係合部７の中空溝部内に、ステージ５上にその表面に沿って水平方向に設けられたレール８の係合部９を嵌め入れることで、該レール８上を移動できるように構成されている。

カッターマット６は、例えば、積層フィルムからなる包装袋からシール部を含むように切り取った小さなフィルム片を載置し、該フィルム片を切断装置３によって切断するための台板である。そのため、カッターマット６は、切断装置３の切断刃による衝撃を吸収できるようにゴムや塩化ビニル、オレフィンなどの弾性材料からなることが好ましく、また摩耗等した際に、テーブルから取り外して交換できるように構成されている。

カットテーブル２は、図１ではレール８に沿って水平方向に移動可能に構成されているが、垂直方向にもレール等を設けて移動できるように構成してもよい。また、カットテーブル２のレール８に沿った移動は、送りネジ２ａを手で回すことで行う他、制御部等を介して自動（電動）で行うようにしてもよい。

切断装置３は、カッターマット６上に載置されたフィルム片を、切断面が潰れることなく切断することができればどのような構造であってもよい。例えば、図１の実施形態に示すように、おもりによる落下荷重を利用してフィルム片を垂直方向に切断する方法や、シャフト１２の天面をハンマー等で叩く方法、シャフト１２にエアシリンダを備えてエア駆動にて切断する方法等である。

おもりを利用した図１に示す実施形態の切断装置３は、垂直支柱１０および水平支柱１１を有し、該水平支柱１１にシャフト１２が昇降可能に挿通され、該シャフト１２の下端には切断刃取付ブロック１３を介して切断刃１４が固定され、シャフト１２上部の、水平支柱１１よりも上方に突出する部分には、金属カラーからなるおもり１５が昇降可能に挿通されている。

おもり１５は、手動または自動（電動）でシャフト１２に沿ってそのシャフト１２の上端部まで持ち上げられた後、落下させられ、その際の衝撃荷重によって切断刃１４を垂直に押し下げて、カッターマット６上のフィルム片を切断させる。なお、シャフト１２の上端部には、おもり１５の脱落を防止するためのストッパー１６を設けておくことが好ましい。ストッパー１６は、おもりによる落下荷重を決定する役割も有し、作業者が、ストッパー１６位置までおもり１５の持ち上げた後、落下を行うことで、常に一定の落下荷重を加えることができる。

シャフト１２には、さらに図１および図２（拡大図）に示すように、つき当て２５とシャフトノブ１７が挿通されている。なお、つき当て２５とシャフトノブ１７は、シャフト１２とそれぞれ接合されてシャフト１２と一体で昇降できるように構成されている。

水平支柱１１には、シャフトノブ用スタンド１８が設けられ、使用前や使用後などにおいてはシャフトノブ１７を、図２に示すようにシャフトノブ用スタンド１８の上端に設けた溝部２１に係止させることで切断刃１４をカッターマット６から離れた状態（シャフト１２を上げた状態）に保持することができる。また、水平支柱１１の上面には、シャフト１２の挿通孔から垂直支柱１０と平行な方向に溝部２６が設けられている。

使用開始に当たっては、図３に示すようにシャフトノブ１７を手指で把持して持ち上げ、１８０度回転（図では９０度回転した状態を示す。）させた後、シャフトノブ１７を水平支柱１１上面の溝部２６に当接するまで下げて、シャフト１２を降下させる。なお、シャフトノブ１７のシャフト１２への取り付け位置は、上記のようにシャフト１２を降下させて、該シャフトノブ１７と溝部２６とを当接させた時に、シャフト１２下端の切断刃１４の刃先と、カットテーブル２のカッターマット６表面とが当接する位置にセットしておく。

カメラ４は、例えば顕微鏡カメラやマイクロスコープ、ＣＣＤカメラ等を用いることができ、１００〜５００倍の拡大ができ、電球やＬＥＤ等の照明が付属していることが好ましい。

カメラ４は、カメラテーブル２０に保持され、該カメラテーブル２０を調節ネジ４ａ、４ｂ、４ｃを調節することで水平方向および垂直方向に移動させることで撮影位置とピントを合わせることができるように構成されている。なお、カメラテーブル２０の移動は、手動の他、制御部等を介して自動（電動）で行うようにしてもよい。

カメラ４は、カメラ制御手段１９と接続され、該カメラ制御手段１９によってカメラ４による撮影の指示や画像の表示等を行うことができる。カメラ制御手段１９は、図１ではパソコンとパソコンにインストールされた画像表示用ソフトから構成され、カメラ４とパソコンをＵＳＢケーブルや無線ＷｉＦｉ等によって接続し、パソコンの画像表示用ソフトを介して、カメラ４で映した画像（静止画および動画）をパソコンのモニターに表示すると共に、カメラ４による撮影の指示や画像の保存等の指示を行う。

カメラ制御手段１９は、パソコンおよび画像表示用ソフトに限定されるものではなく、制御部を備えるモニターやタブレットを用いることもできる。
図４の実施形態では、カメラ制御手段１９としてタッチパネル式のモニターが、ステージ５上に設けられ、カメラ制御手段１９が断層観察キット１として一体で持ち運び可能な構造になっている。なお、モニターは画像表示用の制御部を備え、モニターに表示された画像を見ながら撮影位置を決定すると共に、例えばモニターに操作部を表示させ、該操作部を手指で押すことでカメラ４に撮影指示等を行うことができることが好ましい。

カメラ４で撮影された画像は、カメラ制御手段１９のハードディスクや外付けのストレージあるいはインターネット上のクラウド等のストレージ等の画像データ保存装置に製品の製造条件や環境条件等と共に蓄積することや、インターネット等の通信手段を介して会社内や充填包装機等のメーカーと共有することで、トレーサビリティや製造装置の診断等に有効に利用することができる。

図１の断層観察キット１による検査方法の一例を以下に示す。
（１）まず、例えば図５（ａ）に示すように積層フィルムからなる包装袋Ｗから、観察位置であるシール部２３を含めて幅３０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度の大きさで切り取ってフィルム片Ｆを得る。
（２）フィルム片Ｆを、カッターテーブル２のカッターマット６上に固定する。このとき、フィルム片Ｆは、後述するように切断装置３によって切断し、シール部の切断面、とくにシール部分と非シール部分との境界位置が観察できるようにカッターマット６上に位置させることが好ましく、また切断予定位置において確実に切断すると共に、切断の邪魔にならないように、例えばシール部２３の角部等を両面テープ等の貼着手段２４を用いて固定する。（図５（ｂ））
（３）カッターテーブル２を移動させ、フィルム片を切断刃１４下方に位置させる。
（４）シャフトノブ１７を把持してシャフトノブ用スタンド１８から持ち上げ、その状態で１８０度回転させた後（図３参照）、シャフトノブ１７が、水平支柱１１の溝部２６に当接するまでシャフト１２を降下させる。（この時、シャフト１２の下端に位置する切断刃１４の刃先が、図５（ｂ）に示す切断予定位置においてカッターマット６上のフィルム片と当接した状態になるようにする。）
（５）図６に示すようにおもり１５をシャフト１２上端に設けたストッパー１６位置まで持ち上げてから落下させる。
（６）おもり１５が、つき当て２５に当接し、その衝撃がシャフト１２に伝わることで、シャフト１２下端に位置する切断刃１４が押し下げられて、フィルム片が瞬間的に切断される。
（７）シャフトノブ１７を把持してシャフト１２を持ち上げて、１８０度回転させ、シャフトノブ１７をシャフト用スタンド１８に係合させて保持させる。
（８）カットテーブル２を引き出して、撮影装置のカメラ４位置まで移動させる。
（９）カッターマット６上の２つに切断されたフィルム片のうちの、カメラ４側の１片をピンセット等で取り除いて切断面がカメラ４で撮影できるようにする。
（１０）カメラ４と接続されたモニターやパソコン等の画面を見ながら、カメラテーブル２０を移動させてカメラ４位置を調整し、切断面を撮影する。
（１１）撮影画像から、シール状態（シーラント層の溶融状態や、シール部内縁に滞留するシーラント層樹脂の有無等）を目視、またはコンピュータ等からなる画像処理装置によって基準値と比較することで良否を検査する。

上記方法では、おもり１５の落下荷重（衝撃荷重）によって切断刃１４を瞬間的に垂直に押し下げることができるので、フィルム片の切断面が潰れることがなく、シール状態を正確に確認することができる。また、おもり１５を落下させるだけでフィルム片を切断することができるため、作業員の技量や熟練度に左右されず、誰でも簡単にシール部を、断面が潰れることなく正確に切断することができる。

また、作業員が、手作業で小さなフィルム片を切断する必要がなく安全性を向上することができる。さらに、図７に示すように切断装置３を囲うように保護カバー２２を設けて、切断刃１４に不測に手指が触れないようにすれば、さらに安全性を向上させることができる。

本発明の断層観察キットは、充填包装機により積層フィルムからなる包装袋を製造する場合の他、積層フィルムの層構成の確認や単層フィルムの厚み測定、植物の葉枯れ箇所を断面観察し細菌感染の有無を診断する等、シール状態の観察検査に限らず、柔軟で厚みが薄い材質の断面を観察・測定・検査する分野において広く利用することができる。

１ 断層観察キット
２ カットテーブル
３ 切断装置
４ カメラ
４ａ、４ｂ、４ｃ 調節ネジ
５ ステージ
６ カッターマット
７ 係合部
８ レール
９ 係合部
１０ 垂直支柱
１１ 水平支柱
１２ シャフト
１３ 切断刃取付ブロック
１４ 切断刃
１５ おもり
１６ ストッパー
１７ シャフトノブ
１８ シャフトノブ用スタンド
１９ カメラ制御手段
２０ カメラテーブル
２１ 溝部
２２ 保護カバー
２３ シール部
２４ 貼着手段
２５ つき当て
２６ 溝部

Claims (6)

1. ベースフィルム層とシーラント層とを具える積層フィルムを、シーラント層どうしが対面するように重ね合わせた状態で加熱および加圧して、該シーラント層どうしを融着接合してなるシール部のシール状態を検査するための装置であって、
   前記シール部を有する積層フィルムから、該シール部の少なくとも一部分が含まれるように切り出したフィルム片を載せるためのマットを備えるカットテーブルと、
   前記フィルム片を、前記シール部を含むように全幅に亘って切断する切断装置と、
   切断された前記フィルム片の切断面を撮影するカメラと、
   を備え、前記カットテーブル、切断装置およびカメラが同じステージ上に配置されて一体となって持ち運び可能に構成されていることを特徴とする断層観察キット。
2. 前記ステージ上にさらに前記カメラによる撮影、画像の表示、画像の保存および撮影位置の指示を行うカメラ制御手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の断層観察キット。
3. 前記切断装置は、切断刃と該切断刃の上方位置におもりを具え、該おもりを前記切断刃に対して落下させた際の衝撃荷重によって、前記切断刃を垂直に押下げて前記フィルム片を切断するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の断層観察キット。
4. 前記マットは、弾性材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の断層観察キット。
5. 前記カットテーブルは、少なくとも水平方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の断層観察キット。
6. 前記カメラによって撮影された画像は、画像データ保存装置に保存されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の断層観察キット。

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