(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルに高周波電圧を印加して高周波磁界を発生させ、前記高周波磁界中であって、前記コイルに、鉄粉を含む酸素吸収材料を配置して前記コイルのインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて前記酸素吸収材料の品質を検査する酸素吸収材料の品質検査方法において、
試料酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの初期インピーダンスを測定し、
酸素吸収量が飽和した飽和酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの飽和インピーダンスを測定し、
前記初期インピーダンスと前記飽和インピーダンスとの基準強度差を求め、
検査酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの検査インピーダンスを測定し、
前記初期インピーダンスと前記検査インピーダンスとの検査強度差を求め、
前記基準強度差に対する前記検査強度差の割合によって、前記検査酸素吸収材料の品質を検査する
ことを特徴とする酸素吸収材料の品質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素吸収材料の品質検査方法に関し、特に、高周波磁界を利用して酸素吸収材料の失活程度や残存酸素吸収能力等の品質を検査するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化による食品等の品質低下を防止するため、酸素吸収材料が利用されている。酸素吸収材料は鉄粉等からなり、その酸化還元反応を利用して容器内の酸素を吸収する。このため、酸素吸収材料は、酸素雰囲気中においておくと、徐々に酸素吸収能力を失活していく。
なお、酸素吸収材料は、通常、フィルム状に加工された樹脂組成物に含有させて利用される。
【０００３】
従来、酸素吸収材料の性能を検査するにあたっては、実際に酸素を吸収させ、その飽和吸収量を測定していた。ここで、図３のグラフに酸素吸収量の測定例を示す。グラフの横軸は経過時間（ｈ）を表し、縦軸は酸素吸収量（ｃｃ／ｃｍ2）を示す。
グラフ中の曲線Iは、酸素吸収量の経時変化を示す。曲線Iに示すように、１００時間を経過した頃から酸素吸収量は飽和する。したがって、この測定試料の酸素吸収材料の酸素吸収能力は、飽和酸素吸収量である約０．２ｃｃ／ｃｍ2であることが分かる。そして、求められた酸素吸収量が少なければ、失活の程度が高く、残存酸素吸収能力が低いことが分かる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の酸素吸収材料の検査方法においては、飽和酸素吸収量を測定するため、検査結果が得られるまで長時間を要する。このため、酸素吸収材料の製造過程において不良品が発生した場合、迅速な対応をとることが困難な場合がある。
【０００５】
また、測定試料に使われた酸素吸収材料は失活してしまうため、再利用することができない。このため、酸素吸収材料の検査にあたっては、抜き取り検査を行うほかなく、全ての酸素吸収材料を検査することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、酸素吸収材料を失活させることなく短時間で品質を検査する技術の提供を目的とする。
なお、ここで酸素吸収材料の品質とは、酸素吸収材料の酸素吸収能力を意味し、例えば、酸素吸収材料の失活の有無やその程度をいう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明は、コイルに高周波電圧を印加して高周波磁界を発生させ、前記高周波磁界中であって、前記コイルに、鉄粉を含む酸素吸収材料を配置して前記コイルのインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて前記酸素吸収材料の品質を検査する酸素吸収材料の品質検査方法において、試料酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの初期インピーダンスを測定し、酸素吸収量が飽和した飽和酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの飽和インピーダンスを測定し、前記初期インピーダンスと前記飽和インピーダンスとの基準強度差を求め、検査酸素吸収材料を前記コイルに配置したときの前記コイルの検査インピーダンスを測定し、前記初期インピーダンスと前記検査インピーダンスとの検査強度差を求め、前記基準強度差に対する前記検査強度差の割合によって、前記検査酸素吸収材料の品質を検査する方法としてある。
【０００８】
酸素吸収材料は、鉄粉を主成分としている。鉄粉は、電気伝導性を有する。このため、鉄粉を高周波磁界中に置くと、鉄粉中に磁束の通過と垂直方向面内で渦電流が流れる。その結果、コイルのインピーダンスが変化する。すなわち、渦電流が大きくなると、コイルのインピーダンスが高くなり、渦電流が小さくなるとコイルのインピーダンスが低くなる。
なお、渦電流によるインピーダンスの変動量を大きくするため、酸素吸収材料は、コイルのできるだけ近くに配置することが望ましい。
【０００９】
ところで、酸素吸収材料が酸素の吸収により鉄粉が酸化すると、鉄粉の電気伝導性が失われる。その結果、高周波磁界による鉄粉中の渦電流が小さくなり、コイルのインピーダンスが低下する。したがって、このインピーダンスを測定することにより、酸素吸収材料を失活させることなく短時間でその品質を検査することができる。
【００１０】
これにより、酸素吸収材料を失活させることなく短時間で、酸素吸収材料の失活程度や残存酸素吸収能力を定量することができる。
【００１１】
なお、初期インピーダンス、飽和インピーダンス及び基準強度差は、一度求めておけば、同一種類の酸素吸収材料の失活程度や残存酸素吸収能力を求める際に、繰り返し利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態においては、通常の渦電流センサを利用して酸素吸収材料の品質を検査する。図１の（Ａ）に、渦電流センサの構成例を示す。この渦電流センサ１は、コイル１１から構成されている。また、渦電流センサ１には、コントローラ及び表示部３が接続されている。コントローラ及び表示部３は、コイル１１に印加する高周波を発振する高周波発振回路３１と、測定結果を表示する測定表示部３２により構成されている。
【００１３】
本実施形態では、渦電流センサ１やコントローラ及び表示部３として、株式会社キーエンス社製の渦電流変位センサ（型名：ＥＸ−Ｖ０２（高周波発振回路）、ＥＸ−１１０Ｖ（コイル））を使用する。
インピーダンスの測定にあたり、渦電流センサ１の高周波発振回路３１からコイル１１に１３０ｋＨｚの高周波電圧を印加する。その結果、コイル１１により高周波磁界が発生する。
なお、発振周波数は１３０ｋＨｚに限定されず、例えば、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの範囲が好ましい。
【００１４】
そして、図１の（Ｂ）に示すように、高周波磁界中であって、コイル１１の下方端面、すなわちコイル１１の正面に、鉄粉を含む酸素吸収材料を検査材料２として接触させる。ここでは、試料２として、シート状に加工された酸素吸収材料の品質を検査する。
なお、検査材料２は、コイル１１の下方端面と平行となるように、一定距離離間した位置に配置してもよく、その場合の両者の距離は、０．１〜１ｍｍの範囲内が好ましく、正確に配置する必要がある。
また、検査酸素吸収材料や検査酸素吸収材料は、センサ位置から正確な距離に配置して測定精度を向上させるため、平坦化するのが好ましい。
【００１５】
本実施形態における検査対象としてのシート状の酸素吸収材料は、以下のような積層構造を有する。すなわち、外側から、順次に、厚さ１３μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層／厚さ７μｍのアルミ箔／還元鉄粉を含む厚さ１０μｍの低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）層／厚さ２５μｍのＬＤＰＥ層／厚さ２０μｍのＬＤＰＥ層を積層して構成されている。
【００１６】
ただし、外側から２層目の厚さ２５μｍのＬＤＰＥ層には、３０重量％の割合で鉄粉が含まれている。また、この層には、酸素吸収に必要な水分補給を円滑に行うため、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）も含まれている。鉄（Ｆｅ）とＮａＣｌとの重量比は、１００：５としてある。
また、最内側の厚さ２０μｍＬＤＰＥ層には、ＴｉＯ2及び珪藻土が含まれている。
なお、このシート状の酸素吸収材料をＰＥＴ層が表側となるように袋状の容器に加工すれば、容器自体に酸素吸収の能力を与えることができる。
【００１７】
ここで、図２の（Ａ）のグラフに、コイル１１のインピーダンスを測定結果の一例を示す。グラフの縦軸は、インピーダンスを相対値で表している。グラフ左寄りの菱形プロットは、酸素を吸収していない初期状態（標準状態）における検査酸素吸収材料の測定結果を示す。また、グラフ中央の菱形プロットは、３０℃の温度下で、酸素濃度８０％の雰囲気中に、２日間放置後の測定結果を示す。また、グラフ右寄りの菱形プロットは、５０℃の温度下で、酸素濃度１００％の雰囲気中に、１日間放置後の測定結果を示す。
【００１８】
これら菱形プロットで示すように、酸素雰囲気中に放置後は、標準に比べて、コイル１１のインピーダンスが低下することが分かる。その理由は、酸素吸収材料中の鉄粉が酸化された結果、渦電流が減ったためと考えられる。
【００１９】
したがって、コイル１１のインピーダンスを測定することにより、酸素吸収材料の失活の有無を判断することができる。例えば、測定されたインピーダンス（又は、インピーダンスを反映した測定値）と、予め定めておいた適当な基準値とを比較し、インピーダンス等が基準値未満の場合に検査材料２の酸素吸収材料が失活していると判断するとよい。
【００２０】
さらに、図２の（Ｂ）のグラフに、コイルのインピーダンスの経時変化を示す。グラフの横軸は経過時間（ｈｏｕｒ）を示し、縦軸は渦電流センサにおけるインピーダンスを相対値で示す。
【００２１】
グラフ中の白丸のプロットは３０℃、白四角のプロットは５０℃、白三角のプロットは８０℃の温度下にそれぞれ酸素吸収材料を放置した場合の測定結果を示す。また、各温度での測定プロットどうしをそれぞれ結んだ折れ線I、II及びIIIを示す。
なお、温度以外の条件は各プロット共通であり、酸素濃度１００％の雰囲下で互いに同一構成の試料を用いた。
【００２２】
グラフ中の折れ線I、II及びIIIに示すように、温度が高いほど急速に相対値が低下する。これは、温度が高いほど酸素吸収能力が急速に失活することに対応している。また、折れ線Vに示すカウント数の経時変化の傾向は、図３のグラフ中に曲線Iで示した酸素吸収量の経時変化と逆相関の傾向を示す。
したがって、コイルのインピーダンスを測定すれば、酸素吸収材料の失活の程度、若しくは、残存酸素吸収能力の程度を推定することができる。
【００２３】
高周波磁界を利用して酸素吸収材料の失活程度及び残存酸素吸収能力を推定するにあたっては、例えば、つぎのような方法が考えられる。
まず、酸素未吸収の試料酸素吸収材料２をコイル１１の下方端部に接触あるいは一定距離だけ離間させて配置したときのコイル１１の初期インピーダンスＺ０を測定する。
つぎに、酸素吸収量が飽和した飽和酸素吸収材料を同様にコイル１１の下方端部に接触あるいは一定距離だけ離間させて配置したときのコイルの飽和インピーダンスＺ１を測定する。
つぎに、初期インピーダンスＺ０と飽和インピーダンスＺ１との基準強度差ΔＺ（＝Ｚ０−Ｚ１）を求める。
【００２４】
なお、初期インピーダンスＺ０、飽和インピーダンスＺ１及び基準強度差ΔＺは、一度測定しておけば、同一種類の酸素吸収材料の失活程度及び残存酸素吸収能力を求める際に繰り返し利用することができる。
【００２５】
つぎに、検査酸素吸収材料を同様にコイルの下方の端部に配置したときのコイルの検査インピーダンスＺ２を測定する。
なお、初期インピーダンスＺ０、飽和インピーダンスＺ１及び検査インピーダンスＺ２を測定する際の高周波磁界の発生条件等の測定条件は互いに共通とする。
【００２６】
つぎに、初期インピーダンスＺ０と検査インピーダンスＺ２との検査強度差ΔＺｓ（＝Ｚ０−Ｚ２）を求める。
そして、基準強度差ΔＺに対する検査強度差ΔＺｓの割合ΔＺｓ／ΔＺを、検査対象の酸素吸収材料の失活程度として求める。さらに、（１−（ΔＺｓ／ΔＺ））を検査対象の検査酸素吸収材料の残存酸素吸収能力として求める。
【００２７】
上述した実施の形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態においては、特定の形状、構成、含有量の酸素吸収材料を試料とした例について説明したが、本発明では、酸素吸収材料は、鉄粉を含んでいればよく、鉄粉の含有量は限定されない。また、酸素吸収材料の形状もシート形状に限定されない。また、酸素吸収材料をシート形状に加工した場合も、シートの積層構造や成分は特に限定されない。
さらに、検査酸素吸収材料、又は、試料酸素吸収材料としては、酸素吸収層のみからなる単層の形態でもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、高周波磁界中に酸素吸収材料を載置し、その高周波磁界を発生させるコイルのインピーダンスを測定することにより、酸素吸収材料を失活させることなく短時間で失活程度や残存酸素吸収能力等の品質を検査することができる。
その結果、酸素吸収材料の製造過程において失活した不良品が発生した場合、迅速な対応をとることが可能となる。また、測定試料に使われた酸素吸収材料を再利用することができるため、全ての酸素吸収材料を検査することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における酸素吸収材料の品質を検査するための装置構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は高周波コイルのインピーダンスの測定結果を示すグラフであり、（Ｂ）はインピーダンスの経時変化を示すグラフである。
【図３】酸素吸収材料の酸素吸収量の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  渦電流センサ
２  試料
３  コントローラ及び表示部
１１  コイル
【図１】
0003900899.tif 000002
【図２】
0003900899.tif 000003
【図３】
0003900899.tif 000004