(57)【要約】   【課題】紙基材が熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆われる液体紙容器におけるアルミ箔不良検出装置を提供する。    【解決手段】内容液２１を充填した液体紙容器１２は、紙基材１３を熱可塑性樹脂１４とアルミ箔１５で覆った帯状包材１６で形成される。筒状包材１９に内容液２１が一定液面位置２１ａを保ちながら充填され横シール２２して枕状液体紙容器２３が形成される。充填パイプ２４の外側面２４ａに沿って一定液面位置Ｐを検出するフロート３０を備える。アルミ箔不良検出装置２５は投光器２６と受光器２７で形成され、投光器２６は反射体２８を介して筒状包材１９の内部に赤外線Ｑを投光する。受光器２７は筒状包材１９の外側面１９ａにおけるフロート３０の上近傍Ｒ１と内容液２１の一定液面位置Ｐの上近傍Ｒ２に対応するとともに筒状包材１９の全周をカバーする。フロート３０の上端面３０ａに反射部２９を設ける。【選択図】  図２
2007261600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材を熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆ってなる帯状包材が連続的に下降しながら縦シールして筒状包材を形成し、この筒状包材に内容液が一定液面位置を保ちながら充填され、この一定液面位置の下方で前記筒状包材を順次横シール及び横切断して液体紙容器を形成するに、
前記筒状包材の上方に前記筒状包材の内部に向けて赤外線を投光する投光器と、前記筒状包材の外部側における前記内容液の一定液面位置の上近傍に対応して受光器が設けられることを特徴とするアルミ箔不良検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記内容液の一定液面位置を検出するフロートを備え、前記受光器は前記筒状包材の外部側における前記フロートの上近傍と前記内容液の一定液面位置の上近傍とを含む領域に対応して設けられることを特徴とするアルミ箔不良検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記投光器からの赤外線の角度を変える反射体を備えることを特徴とするアルミ箔不良検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記フロートの上端面に赤外線用の反射部が設けられることを特徴とするアルミ箔不良検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体紙容器のアルミ箔不良検出装置に関し、詳しくは、紙基材を熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆ってなる包材で形成された液体紙容器におけるアルミ箔不良検出装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳やジュース等の内容液を充填して成る液体紙容器に用いられる包材は、紙基材の内外面を熱可塑性樹脂で覆うとともに紙基材の内面側にアルミ箔を備える。この包材を折込んで熱圧着シールすることで例えば直方体形状の紙容器を形成するとともにこの紙容器形成過程で内容液を充填することで液体紙容器が製造される。
【０００３】
ところが、極めて稀であるが、アルミ箔に欠損が生じている場合は内容液の長期保存に影響を及ぼす可能性があるという問題があった。このため、アルミ箔欠損が生じている液体紙容器を取除くために、製造工程内でアルミ箔欠損を検出する方法が求められていた。
【０００４】
これらの問題を解決する方法が特許文献１に開示されている。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、特許文献１の容器に貼られるラベルＬは所定の透明度を維持するとともに、ラベルＬの材料に赤外線を吸収する赤外線吸収用添加剤が添加される。
【０００５】
そして、ラベル不良を検査する方法として透過方式が採用される。投光器２には近赤外線を発光する赤外線ＬＥＤが使用され、受光器３として近赤外線に高感度な近赤外領域対応のＣＣＤカメラが使用される。赤外線ＬＥＤから検査光が照射され、ラベルＬ、容器Ｂ、内容液Ｗを透過した光をＣＣＤカメラで受光する。
【０００６】
赤外線ＬＥＤからの近赤外線はラベルＬにより吸収されるので、ＣＣＤカメラにおけるラベルＬに対応する受光部分は周囲よりも黒くなる。このため、ラベルＬに損傷箇所５があると、損傷箇所５は近赤外線が透過して白くなるのでラベルＬの損傷状態を確実に検知することができる。
【特許文献１】特開２００４−１２２９４号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記容器のラベルＬは容器側面の略１／４領域に貼られているので、赤外線はラベルＬを一度だけ透過することにより欠損を検出することができる。
【０００８】
ところが、容器側面の全周領域がラベルＬで覆われる場合には、赤外線が容器の欠損のある一方の側面を透過しても、欠損のない他方の側面を透過することができないために欠損検出は不可能であった。（赤外線が一方の側面と他方の側面を同時に透過する稀な場合を除く。）
本発明は、このような従来の問題点を解決して、紙基材が熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆われる液体紙容器におけるアルミ箔不良検出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】
請求項１のアルミ箔不良検出装置の発明は、紙基材を熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆ってなる帯状包材が連続的に下降しながら縦シールして筒状包材を形成し、この筒状包材に内容液が一定液面位置を保ちながら充填され、この一定液面位置の下方で前記筒状包材を順次横シール及び横切断して液体紙容器を形成するに、前記筒状包材の上方に前記筒状包材の内部に向けて赤外線を投光する投光器と、前記筒状包材の外部側における前記内容液の一定液面位置の上近傍に対応して受光器が設けられることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記内容液の一定液面位置を検出するフロートを備え、前記受光器は前記筒状包材の外部側における前記フロートの上近傍と前記内容液の一定液面位置の上近傍とを含む領域に対応して設けられることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記投光器からの赤外線の角度を変える反射体を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記フロートの上端面に赤外線用の反射部が設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載のアルミ箔不良検出装置の発明によれば、紙基材を熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆ってなる帯状包材が連続的に下降しながら縦シールして筒状包材を形成し、この筒状包材に内容液が一定液面位置を保ちながら充填され、この一定液面位置の下方で前記筒状包材を順次横シール及び横切断して液体紙容器を形成するに、前記筒状包材の上方に前記筒状包材の内部に向けて赤外線を投光する投光器と、前記筒状包材の外部側における前記内容液の一定液面位置の上近傍に対応して受光器が設けられるので、アルミ箔の欠損部分が一定液面位置の上近傍を通過する際に投光器から投光された赤外線が一定液面位置で反射し、この欠損部分を透過した赤外線を受光器で受光することができる。
【００１４】
このため、紙基材全体が熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆われる液体紙容器において、液体紙容器の略完成状態におけるアルミ箔不良を確実且つ容易に検出することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記内容液の一定液面位置を検出するフロートを備え、前記受光器は前記筒状包材の外部側における前記フロートの上近傍と前記内容液の一定液面位置の上近傍とを含む領域に対応して設けられるので、アルミ箔の欠損部分が前記フロートの上近傍と前記内容液の一定液面位置の上近傍とを含む領域内を通過する際に欠損部分を透過する赤外線を受光器で受光できる。
【００１６】
このため、アルミ箔の欠損部分の検出が広範囲において実施できるので、紙基材が熱可塑性樹脂とアルミ箔で覆われる液体紙容器におけるアルミ箔不良を、さらに確実に検出することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記投光器からの赤外線の角度を変える反射体を備えるので、前記投光器からの赤外線をより確実に前記筒状包材の内部に向けて投光することができるので、アルミ箔不良検出装置の確実性を高めることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアルミ箔不良検出装置であって、前記フロートの上端面に赤外線用の反射部が設けられるので、前記受光器における受光効率が確実に向上するので、請求項３の発明の効果と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜本発明の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図５を用いて詳細に説明する。
【００２０】
＜アルミ箔不良検出装置の構成＞
図１、図２、図３に示すように、本発明のアルミ箔不良検出装置１１は牛乳やジュース等の内容液２１を充填して成る液体紙容器１２のアルミ箔不良検出に用いられ、充填装置５０内に配置される。液体紙容器１２用の包材は紙基材１３の表面を熱可塑性樹脂１４とアルミ箔１５で覆ってなる包材をさらに帯状包材１６にしてリール１７状に巻いて充填装置５０の繰出し機５１に装着される。
【００２１】
帯状包材１６は繰出し機５１から連続的に繰出され、多くのガイドローラー５６等に制御されながら、帯状包材１６を湾曲させてその両端部１６ａを重ね、縦シール装置５２により縦シール１８することにより筒状包材１９が形成される。
【００２２】
このとき、筒状包材１９の内面側に位置する端部１６ａは図示しないストリップテープで覆ってシールされるので、端部１６ａが内容液２１に漏出しない縦シール１８を形成することができる。
【００２３】
この筒状包材１９に内容液２１が一定液面位置Ｐを保ちながら充填されるとともに、一定液面位置Ｐの下方で筒状包材１９を横シール装置５３で熱圧着することによって横シール２２し、横切断して枕状液体紙容器２３が順次形成される。    
枕状液体紙容器２３は形成機５４の保持部５５によって連続的に保持されながら移動する間に、図示しない成形装置により枕状液体紙容器２３の上下のフラップ部１２ａが折込まれて直方体形状（レンガ状）の液体紙容器１２に形成される。ここで、紙基材１３には成形しやすいように予め図示しない折り目線が形成されている。
【００２４】
内容液２１は充填パイプ２４を介して充填されるが、この充填パイプ２４の外側面２４ａに沿ってスライド自在のフロート３０を備える。このフロート３０の上下位置を図示しない方法で検出し、その位置に連動して充填パイプ２４から矢印Ｔで示すように内容液２１を自動調整吐出して一定液面位置Ｐを保持することができる。
【００２５】
充填パイプ２４の下端部２４ｂは内容液２１に常に浸漬する状態であるが、仮に内容液２１の液面が過剰に低くなったときでもフロート３０が外れないようにストッパ２４ｃを備えている。
【００２６】
また、フロート３０は内容液２１に浮かせるために中空のステンレス製の筒状体で形成され、この筒状体の中心部に充填パイプ２４をスライド自在に嵌入する筒部２４ｄを備える。フロート３０は所定の長さＴを有し、フロート３０は一部分が一定液面位置Ｐより突出して大部分は内容液２１に浸漬する状態に浮力設定されるので、フロート３０の上端面３０ａと内容液２１の一定液面位置Ｐとは上下方向に近接した位置である。
【００２７】
アルミ箔不良検出装置１１は検査光としての赤外線Ｑを投光する投光器２６（例えば赤外線ＬＥＤ）と受光器２７（例えばＣＣＤカメラ）で形成される。投光器２６は筒状包材１９の上方に図示しない支持具で保持されたミラー等の反射体２８を介して、筒状包材１９の内部に向けて赤外線Ｑを投光する。
【００２８】
投光器２６で発光する赤外線Ｑの波長は略１ｍｍ〜７００ｎｍを有し、好ましくは、略７００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外線、又は、２５００ｎｍ〜４０００ｎｍの中近赤外線が用いられる。より好ましくは、８００ｎｍ〜９００ｎｍ前後の近赤外線を発光する赤外線ＬＥＤが使用される。これは、可視光に近い光なので内容液２１に悪影響を与えることがない。このように、包装材料の種類、充填条件などに応じ赤外線の種類が選定される。
【００２９】
受光器２７は筒状包材１９の水平全周域をカバーするために、１／４円弧毎に対応する合計４組の受光器２７が配置される。好ましくは、各受光器２７は１／４円弧以上の領域をカバーさせると、確実に不感応域をなくすことができる。さらに、上記、フロート３０の上端面３０ａと、内容液２１の一定液面位置Ｐとは上下方向に近接した位置関係であるので、受光器２７は筒状包材１９の外側面１９ａにおけるフロート３０の上近傍Ｒ１と、内容液２１の一定液面位置Ｐの上近傍Ｒ２とを含む高さ領域に対応して設けることができる。
【００３０】
受光器２７は近赤外線に高感度な近赤外領域対応のＣＣＤカメラが用いられる。
【００３１】
フロート３０の上端面３０ａに赤外線Ｑをより効率よく反射させるため反射部２９が設けられ、この反射部２９の表面はできるだけ赤外線Ｑを乱反射させるように梨子地等の表面加工がなされる。
【００３２】
図４、図５に示すように、レンガ形状の液体紙容器１２の帯状包材１６は液体紙容器１２の表面側から内面側にかけて、熱可塑性樹脂１４、紙基材１３、接着層としての熱可塑性樹脂１４ａ、アルミ箔１５、接着層としての二層の熱可塑性樹脂１４ｂ、１４ｃで構成される。このアルミ箔１５は内容液２１の長期品質保持のために欠かせない材料である。
【００３３】
液体紙容器１２の頂面部１２ｂにはストロー開口部３３が設けられるが、ストロー開口部３３においては紙基材１３がストロー挿入用として例えば６ｍｍ直径に開口するが、熱可塑性樹脂１４、１４ｂ、１４ｃ及びアルミ箔１５は上記帯状包材１６の構成と全く同じである。このため、アルミ箔１５は液体紙容器１２における内面側全域に設けられている。
【００３４】
熱可塑性樹脂１４は、通常、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン共重合体等の樹脂によって形成され、外側層及び最内層は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）によって形成するのが好ましい。さらに、外側層の外側表面又は紙基材１３の外側表面には必要に応じてデザイン等の印刷が施される。
【００３５】
＜アルミ箔不良検出装置の作用＞
上記のように、アルミ箔不良検出装置１１は赤外線Ｑを投光する投光器２６と受光器２７からなり、投光器２６から投光された赤外線Ｑは筒状包材１９の上方の反射体２８で反射して筒状包材１９の内部に向けて投光される。  
このとき、赤外線Ｑは、可視光に比べて波長が長いため散乱しにくい性質があるので、概ね直線的に、筒状包材１９の内側面１９ｂと充填パイプ２４の外側面２４ａとの空間を自由に透過する。そして、内容液２１の一定液面位置Ｐの液面と、フロート３０の上端面３０ａの反射部２９で、赤外線Ｑが反射若しくは散乱して付近全域を照射することができる。
【００３６】
アルミ箔１５は例えば６〜９ミクロンの厚さがあるので、通常は赤外線Ｑが透過せず受光器２７は受光しないのでＣＣＤカメラ画面は黒く映っているが、損傷、クラック等が発生している場合は、赤外線Ｑがその欠損箇所を透過するのでＣＣＤカメラ画面の当該部分が白くなり、確実に欠損位置を把握することができる。
【００３７】
上記、受光器２７は筒状包材１９の全周がカバーできる合計４組の受光器２７が配置されているので、筒状包材１９の全周を連続的に常時検査することができる。
【００３８】
このように、アルミ箔１５の損傷は透過赤外線を受光することで、製造ライン上で液体紙容器１２の略完成状態におけるアルミ箔不良を確実且つ容易に全数検査ができる。欠損を検出した液体紙容器１２の内容液の充填はそのまま続行されるが、検出位置データーは後工程に情報伝達されるので、充填装置５０以後の工程で当該の液体紙容器１２が製造ラインから排出される。
【００３９】
なお、アルミ箔片が剥がれ落ちて当該の液体紙容器１２以外の液体紙容器１２に混入するが想定される場合には、アルミ箔不良が検出された当該の液体紙容器１２の前後数個を製造ラインから排出することで不良品の排出が確実にできる。
【００４０】
熱可塑性樹脂の二層１４ｂ、１４ｃが透明である場合、筒状包材１９の内面がアルミ箔１５による金属光沢を有し、充填パイプ２４も同様にステンレス製なので金属光沢を有するので、この金属光沢に囲まれる空間を通過する赤外線Ｑは赤外線の光量ロスが少ないので欠損検出効果の減衰を抑えることができる。
【００４１】
本発明のアルミ箔不良検出装置１１であれば、充填機の大幅な改良を必要としないので、設備コストを下げることができる。
【００４２】
上記の実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきでないということは言うまでもない。
【００４３】
例えば、投光器２６は反射体２８を介することなく、直接、筒状包材１９の上方から筒状包材１９の内部に向けて赤外線Ｑを投光する構成でも構わない。
【００４４】
受光器２７は合計４組に拘らず、筒状包材１９の全周を効率よくカバーできる組数が配置される。また、円筒形状或いは自動走査型の受光器２７であれば一台で賄うことができる。
【００４５】
帯状包材１６は様々な構成に適用可能であり、液体紙容器１２の外側から内側にかけて、ＬＤＰＥ／印刷インキ層／紙基材／ＬＤＰＥ／アルミ箔／ポリエステル（ＰＥＴ）等の構成も可能である。
【００４６】
さらに、液体紙容器１２の形状に制限はなく、６角柱状、８角柱状、容器頂面および底面が４角形で胴体部が８角形の柱状液体食品容器等々色んな形状に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態における、液体紙容器の製造方法とアルミ箔不良検出装置の配置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における、図１のＡ−Ａ一部透視矢視図である。
【図３】本発明の実施形態における、図２のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図４】本発明の実施形態における、液体紙容器を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における、図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】従来例における、（ａ）は、液体容器のラベルに対応する赤外線の受光器の配置側面図、（ｂ）は、受光器におけるラベル欠損の表示状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１２  液体紙容器
１３  紙基材
１４  熱可塑性樹脂
１５  アルミ箔
１６  帯状包材
１９  筒状包材
１９ａ  外側面
２１  内容液
２２  横シール
２３  枕状液体紙容器
２４  充填パイプ
２４ａ  外側面
２５  アルミ箔不良検出装置
２６  投光器
２７  受光器
２７  反射体
２８  反射部
３０  フロート
３０ａ  上端面
Ｑ  赤外線
Ｐ  一定液面位置
Ｒ１  上近傍
Ｒ２  上近傍
【図１】
2007261600.tif 000003
【図２】
2007261600.tif 000004
【図３】
2007261600.tif 000005
【図４】
2007261600.tif 000006
【図５】
2007261600.tif 000007
【図６】
2007261600.tif 000008