(57)【要約】【課題】紙容器の高速製造時に、シール部のシール不良やピンホールの有無観察において正確且つ信頼性のある簡易に検査を可能にする検査装置を提供すること。【解決手段】紙容器用シール検査装置は、充填された液体食品がシール部によって密閉された紙容器用シール検査装置であって、検査用穿孔開口部をシール部から外れた容器器壁の部分に形成する穿孔手段と、穿孔開口部を容器外側から覆うように弾性パッチで再度シールする再シール手段と、弾性パッチに突き刺し検査用気体を加圧注入する注射針と、加圧注入された検査用気体が容器のシール部から漏れているかを容器外側から検知する検知手段とを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填された液体食品がシール部によって密閉された紙容器用シール検査装置であって、検査用穿孔開口部を該シール部から外れた容器器壁の部分に形成する穿孔手段と、該穿孔開口部を容器外側から覆うように弾性パッチで再度シールする再シール手段と、該弾性パッチに突き刺し検査用気体を加圧注入する注射針と、加圧注入された該検査用気体が該容器のシール部から漏れているかを容器外側から検知する検知手段とを備える、
ことを特徴とする紙容器用シール検査装置。
【請求項２】
検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するように、液体食品が充填された該紙容器の姿勢を制御する第１姿勢制御手段を備える、請求項１記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項３】
検出すべき該シール部が上方に位置するように、再シールされた該紙容器の姿勢を制御する第２姿勢制御手段を備える、請求項２記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項４】
該穿孔手段が、該シール部から外れた容器器壁の部分に、広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させる、請求項１記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項５】
該検知手段が、水中に浸漬された該容器のシール部からの該検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する、請求項２記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項６】
該検知手段が、界面活性剤が表面に塗布された該容器のシール部からの該検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する、請求項２記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項７】
該検知手段が、該容器のシール部からの臭気性該検査用気体の漏れ臭いの有無によって、容器外側から検知する、請求項２記載の紙容器用シール検査装置。
【請求項８】
該検知手段が、該検査用気体の該漏れ気泡を、ＣＣＤイメージセンサの撮像手段を有する、請求項５又は６記載の紙容器用シール検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体用の紙容器のシール性を検査するシール検査装置に関し、詳しくは、紙容器の高速製造速度に対応して迅速にサンプリングした紙容器を検査する紙容器のシール検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した幾つかの紙容器、紙プラスチック複合容器においては、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に食品を充填し、所定間隔毎にチューブ状包装材料を押圧し横断方向の横シールにより密封し、横シール帯域中間で切断して枕状予備成形体を得、折り目線に沿って折り畳むことにより形成された横シール帯域を含むフラップを容器側壁及び容器底面にシールし、最終形状の容器を得る。
【０００３】
紙容器の充填包装装置の一例では、内外層に熱可塑性材料層を有しロール状に巻かれた包装材料ウェブを巻き出し、ローラにより充填機内を搬送し、ストリップをストリップアプリケータにより、包装材料ウェブの一端に接合し、滅菌剤槽内を包装材料ウェブが通過して滅菌し、滅菌剤を除去し、成形ローラによりチューブ状に成形し、包装材料の両端部を重ねてオーバーラップを形成し、オーバーラップで縦線方向に縦シールエレメントによりチューブ縦方向にシールし、そのチューブ内に充填パイプから液体食品を充填し、このチューブを包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送りながら、シールジョー及び対向ジョーにより挟持し、横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、同時に枕状予備成形体に連続的に成形し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフなどにより切断して個々の枕状予備成形体に切り離し、最終成形装置において切り離された枕状予備成形体の上下のフラップを折り曲げて最終形態の液体食品充填紙容器に成形する。
【０００４】
シール帯域において、容器に収容された液体食品が漏れたり、外気に触れたりすることがないように、十分なシールが行われなければならない。しかし、横シールの温度及び圧力が適切でない場合、包装積層材料の溶融熱可塑性材料が、内容物が充填されている容器の内部にはみ出すことがある。その溶融物は、内容物の液体食品等と直接に接触し、急冷して脆くなり、はみ出した箇所から積層材料が破断する恐れがある。シールに際し、溶融物が容器内部にはみ出ない横シールを得ることが必要である。
更に、縦シール帯域及び容器内面についても、シール不良、傷、及びピンホールなどの欠陥がある場合、容器品質が低下し、容器内容物に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】
充填包装装置で製品化された液体食品容器は、検査に際して、装置のオペレータ、検査員によって定期的に抜き取り、抜き取られた容器について、横シール及び縦シールの検査に関してシール強度測定及びピンホールの有無観察、シール帯域の容器内部側の縁部をその縁部の全長にわたって目視による凹凸観察、容器内面の目視による外観観察などを検査する。
【０００６】
目視に代えて、画像処理により、シールの品質を検査する正確且つ信頼性のある検査技術が提案されている。（特許文献参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１３２９３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
目視による検査に比べて、画像処理により、目視で不可能であった微小な凹凸欠陥も確実に捉えることができ、個人差による検査のバラツキがなく、正確且つ信頼性のある検査を可能にする。
しかしながら、紙容器の製造速度が高速になったときに、検査される容器、すなわち被検体（サンプル）のサンプリングの頻度が大幅に増え、ピンホールの有無観察、特にシール部のシール不良、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある簡易な検査を実現することができていない。
本発明は、上記の必要性、切望に応えるものであり、紙容器の製造速度が高速になったときに、シール部のシール不良やピンホールの有無観察において正確且つ信頼性のある簡易に検査を可能にする検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の紙容器用シール検査装置は、充填された液体食品がシール部によって密閉された紙容器用シール検査装置であって、検査用穿孔開口部をシール部から外れた容器器壁の部分に形成する穿孔手段と、穿孔開口部を容器外側から覆うように弾性パッチで再度シールする再シール手段と、弾性パッチに突き刺し検査用気体を加圧注入する注射針と、加圧注入された検査用気体が容器のシール部から漏れているかを容器外側から検知する検知手段とを備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
この発明の好ましい態様において、検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するように、紙容器の姿勢を制御する第１姿勢制御手段を備える。
【００１１】
この発明の好ましい態様において、検出すべき該シール部が上方に位置するように、紙容器の姿勢を制御する第２姿勢制御手段を備える。
【００１２】
この発明の好ましい態様において、穿孔手段が、シール部から外れた容器器壁の部分に、広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させる。
【００１３】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、水中に浸漬された該容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
【００１４】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、界面活性剤が表面に塗布された容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
【００１５】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、容器のシール部からの臭気性該検査用気体の漏れ臭いの有無によって、容器外側から検知する。
【００１６】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、検査用気体の漏れ気泡を、ＣＣＤイメージセンサの撮像手段を有する。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
本発明の紙容器用シール検査装置は、充填された液体食品がシール部によって密閉された紙容器用シール検査装置である。
紙容器のシール部では、充填された液体食品を密閉する。密閉された液体食品は、このシール部によって、容器に収容された液体食品が漏れたり、外気に触れたりすることがなく、容器内容物に悪影響を及ぼすことがない。
【００１８】
本発明の紙容器用シール検査装置における穿孔手段は、検査用穿孔開口部をシール部から外れた容器器壁の部分に形成する。
シール部に開口部を穿孔すると、検査対象がシール部であるので、検査対象が損なわれるからである。
容器器壁には、レンガ状容器では、頂壁、４面の側壁、底壁とがある。検査対象の形状等に応じて適宜変更選択することができる。
開口部の寸法や形状は、適宜決めることができ、内容液を迅速に流し出すために、比較的大きめの寸法とすることができる。また、再密封するためには、適切な寸法とすべきである。
また、迅速な検査のために、内容液を一部流し出して、若しくは流し出すことなく、再密封する場合には、開口部の寸法や形状を出来るだけ小さくすることも出来る。
【００１９】
本発明の紙容器用シール検査装置における再シール手段は、穿孔開口部を容器外側から覆うように弾性パッチで再度シールする。
弾性パッチの材質には、ゴム、樹脂、これらとの複合材料などがある。弾性パッチの寸法及び形状では、少なくとも穿孔開口部及びその外縁部を、カバーする形状であり、容器内部が加圧されたときに、弾性パッチが大きく変形して膨らむことが無い程度に厚みを持つ。
例えば、穿孔開口部が直径１センチの円であった場合、厚さ１．５〜３ミリ、直径１．２〜１．５センチのゴム製円形パッチを用意することができる。
【００２０】
本発明の紙容器用シール検査装置における注射針は、弾性パッチに突き刺し検査用気体を加圧注入する。
注射針は、医療用の注射針と同様に、中空管とその尖った先端とを備え、先端が弾性パッチに突き刺し、貫通させることができ、管の中空を介して、検査用気体を容器内部に加圧注入することができる。
この発明で用いることができる検査用気体には、空気、種々の有色気体、有臭気体などがあり、適宜選択変更することができる。
【００２１】
本発明の紙容器用シール検査装置における検知手段は、加圧注入された検査用気体が容器のシール部から漏れているかを容器外側から検知する。
シール部から漏れている現象を、容器外側から検知すると、該当するシール部に、ピンホール、割れ、ヒビ、未シール部分などが存在することを示しており、シール不良を見つけ出すことができる。
閉じられた狭い空間である容器内部を、雰囲気よりも陽圧にするだけであるので、迅速に簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００２２】
この発明の好ましい態様において、検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するように、液体充填された紙容器の姿勢を制御する第１姿勢制御手段を備える。
検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するので、穿孔手段による穿孔に際して、充填された液体の急な飛散、激しい吐出などを防ぎ、装置の清潔さ、衛生性を確保することができる。
【００２３】
この発明の好ましい態様において、検出すべきシール部が上方に位置するように、再シールされた紙容器の姿勢を制御する第２姿勢制御手段を備える。
再シールされた紙容器の内部には、大部分の残った液体食品、一部に残った液体食品、または、大部分が出され残渣程度の液体食品が存在するが、それ以外の空間が存在し、その空間に加圧注入された検査用気体が充満している。充満する検査用気体は、容器内部の上側に位置する。検出すべきシール部が上方に位置するように容器姿勢を制御することで、検出すべきシール部を確実に検査対象とすることができる。
【００２４】
この発明の好ましい態様において、穿孔手段が、シール部から外れた容器器壁の部分に、広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させる。
広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させ、容器内部を実質的に空にし、概ね全てのシール部を検査対象とすることができる。迅速に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００２５】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、水中に浸漬された容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
万が一に、シール部に不良があると、その箇所から外部に検査用気体が漏れ、容器外部が水で満たされているので、その気体の気泡として現われる。この態様では、その気泡を検知することができる。簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００２６】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、界面活性剤が表面に塗布された容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
シール部不良があると、その箇所から外部に検査用気体が漏れ、容器外部表面が界面活性剤液、具体的には石鹸水で塗布されているので、その気体の気泡として現われる。この態様では、その気泡を検知することができる。簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００２７】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、容器のシール部からの臭気性検査用気体の漏れ臭いの有無によって、容器外側から検知する。
シール部不良があると、その箇所から外部に検査用気体が漏れ、容器外部の雰囲気に検査用気体の臭気現われる。この態様では、その臭気を検知することができる。簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００２８】
この発明の好ましい態様において、検知手段が、検査用気体の漏れ気泡を、ＣＣＤイメージセンサの撮像手段を有する。
検査員の目視ではなく、自動的な検出が可能になる。
上述のように、紙容器の製造速度が高速になったときも、シール部のシール不良やピンホールの有無観察において正確且つ信頼性のある簡易に検査を可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜実施例１＞
この実施例における、紙容器用シール検査装置は、充填された液体食品がシール部によって密閉されたシール検査装置である。
紙容器は外観直方体、いわゆる、レンガ状若しくはブリック形状を持つ。
紙容器の縦シールや横シールなどのシール部では、充填された液体食品を密閉する。密閉された液体食品は、このシール部によって、容器に収容された液体食品が漏れたり、外気に触れたりすることがなく、容器内容物を保護する。
なお、上記形状以外に、屋根型や６角柱状や、頂面および底面が４角形で胴体部が８角形の柱状紙容器等に適用できる。アルミ箔等のバリヤー層が無い紙容器にも適用できる。
【００３０】
この実施例において、穿孔ステップの前に、検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するように、液体充填された紙容器の姿勢を制御する第１姿勢制御手段を備える。
ベルトコンベアなどで搬送される紙容器からサンプリングし、サンプリングされた容器を制御する。検査用穿孔開口部を形成する容器器壁が上方に位置するので、穿孔手段による穿孔に際して、充填された液体の急な飛散、激しい吐出などを防ぎ、装置の清潔さ、衛生性を確保する。
【００３１】
実施例１の紙容器用シール検査装置における穿孔手段は、具体的には、カッターナイフであり、検査用穿孔開口部をシール部から外れた容器の器壁の部分に形成する。具体的には、レンガ状容器器壁は、その頂壁、４面の側壁、底壁のうち、縦シール部が無い正面側側壁である。
開口部の寸法や形状は、内容液を迅速に流し出すために、比較的大きめの寸法とする。また、再密封するためには、適切な寸法となる。
この例の穿孔手段が、シール部から外れた容器器壁の部分に、広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させる。
広い検査用穿孔開口部を形成し、充填されていた液体食品を迅速に排出させ、容器内部を実質的に空にし、概ね全てのシール部を検査対象とすることができる。迅速に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応する。
【００３２】
この実施例の紙容器用シール検査装置における再シール手段は、穿孔開口部を容器外側から覆うように弾性パッチで再シールする。
弾性パッチの材質は、軟質ゴムである。弾性パッチの寸法及び形状では、穿孔開口部及びその外縁部を、カバーする形状であり、容器内部が加圧されたときに、弾性パッチが大きく変形して膨らむことが無いに厚みを持つ。この例で、穿孔開口部が直径１センチの円形で、厚さ２ミリ、直径１．３センチのゴム製円形パッチを用意する。
【００３３】
この実施例では、再シール後に、検出すべきシール部が上方に位置するように、再シールされた紙容器の姿勢を制御する第２姿勢制御手段を備える。
再シールされた紙容器の内部で、残った液体食品以外の空間に加圧注入された検査用気体が充満される。充満する検査用気体は、容器内部の上側に位置する。検出すべきシール部が上方に位置するように容器姿勢を制御することで、検出すべきシール部を確実に検査対象とする。
【００３４】
この実施例の紙容器用シール検査装置における注射針は、弾性パッチに突き刺し検査用気体を加圧注入する。
中空管とその尖った先端とを備える注射針は、先端が弾性パッチに突き刺して貫通させ、管の中空を介して、検査用気体を容器内部に加圧注入する。検査用気体には、空気が用いられる。
紙容器は、内溶液が空の状態で弾性パッチを下方にして保持台の上に水平状に載置する。この状態で、弾性パッチに注射針の針部を突刺さして水槽外から導入された空気管を介して圧縮空気が容器に注入される。空の状態の紙容器に常時内圧を負荷することができる。この内圧の値はシール検査する紙容器に対応して設定される。
保持台は、水平に回転自在の係止部を支柱の先端部に備えた係止手段によって紙容器を保持台に安定して保持する。
【００３５】
この実施例の紙容器用シール検査装置における検知手段は、加圧注入された検査用気体が容器のシール部から漏れているかを容器外側から検知する。
シール部から漏れている現象を、容器外側から検知すると、該当するシール部に、ピンホール、割れ、ヒビ、未シール部分などが存在することを示しており、シール不良を見つけ出す。
閉じられた極に狭い空間である容器内部を、雰囲気よりも陽圧にするだけであるので、迅速に簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応する。
この態様において、検知手段が、水中に浸漬された容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
具体的には、上述のように、保持台を備えた水槽内で検出が行われる。サンプリングされた紙容器が水槽の水中に浸漬される。
【００３６】
＜実施例２＞
実施例１の水槽の水中の条件を、下記に変えること以外、実施例１と同様に検査した。
実施例２においては、検知手段が、石鹸水の界面活性剤を表面に噴霧された容器のシール部からの検査用気体の漏れ気泡の有無によって、容器外側から検知する。
シール部不良の箇所から外部に検査用気体が漏れ、容器外部表面が石鹸水で噴霧されているので、漏れ気体の気泡として現われる。この例では、その気泡を検知することができる。簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応することができる。
【００３７】
＜実施例３＞
実施例１の水槽の水中の条件を、下記に変えること以外、実施例１と同様に検査した。
実施例３においては、、検知手段が、容器のシール部からの臭気性検査用気体の漏れ臭いの有無によって、容器外側から検知する。
シール部不良があると、その箇所から外部に検査用気体が漏れ、容器外部の雰囲気に検査用気体の臭気現われる。臭気性検査用気体としては、空気などに付臭剤として微量のチオールを添加する。この例では、その臭気を検知することができる。簡易に検査することができ、高速に容器を製造する包装充填装置に対応する。
上述の実証から明らかなように、紙容器の製造速度が高速になったときも、シール部のシール不良やピンホールの有無観察において正確且つ信頼性のある簡易に検査を可能にする。
【００３８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。