(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間に迅速にかつ簡易に測定でき、検査員の経験とその勘とに頼ること無く、判定の基準が検査員によってバラつくことなく、シールの良否を判定する明確な基準を可能にすることができる品質検査方法を提供する。【解決手段】品質検査方法は、包装積層材料がチューブ状に成形され、食品が充填され、包装材料が横断方向に横シールされて得た容器について、品質を検査する方法であって、被検体４１を調製し、横シール帯域２３の被検査領域を予熱し、予熱された被検査領域を引き剥がして引き剥がし面を、円偏光板からなる検出手段で測定して、被検査領域の良否を判定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の折り目線を有しポリオレフィン系ヒートシール最内層を積層するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形され、該包装材料が縦線方向に縦シールされ、該チューブ状包装材料内に食品が充填され、所定間隔毎に該包装材料が横断方向に横シールされ、横シール帯域中間で切断されて枕状予備成形体が得られ、該折り目線に沿って折り畳むことにより形成されたフラップが容器側壁及び／又は容器底面に接着されて得た容器について、品質を検査する方法であって、
該容器に接着されているフラップを引き剥がし、該枕状予備成形体の形状に戻し、
該容器から充填された食品を取り出して被検体を調製し、
該横シール帯域の被検査領域を予熱し、
予熱された被検査領域を引き剥がして引き剥がし面を、円偏光板からなる検出手段で測定し、
該検出手段からの測定値に基づいて、該被検査領域の良否を判定する
ことを含む品質検査方法。
【請求項２】
目視によって、該検出手段から測定する、請求項１の品質検査方法。
【請求項３】
画像処理によって、該検出手段から測定する、請求項１の品質検査方法。
【請求項４】
線集光型近赤外ヒータによって、該被検査領域を予熱する、請求項１の品質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した容器などの品質を検査するための検査方法に関する。
【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紙製容器においては、折り目線を有しポリオレフィン系ヒートシール最内層を積層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のポリオレフィン系ヒートシール最内層を横断方向に横シールし、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】
その紙製容器の充填包装機の一例の概要を、図１に示す。この例に示す充填機では、内外層にポリエチレン等の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１を巻き出し、ローラにより充填機内を搬送する。ストリップテープ２をストリップテープアプリケータ３により、包装材料ウェブの一端に接合し、滅菌剤槽４内を包装材料ウェブが通過して滅菌し、エアーナイフ５により滅菌剤を除去する。成形ローラ６によりチューブ状ウェブを成形し、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８によりチューブ縦方向にシールする。そのチューブ内に充填パイプ７から液体食品を充填する。このチューブを下方に送りながら、シールジョー１０及び対向ジョー１１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する。同時に、枕状予備成形体１２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１３を得る。ファイナルフォルダー１５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包装充填容器１４に成形する。
【０００４】
枕状予備成形体１３が、ファイナルフォルダー１５で折り畳まれる態様を図２に示す。枕状予備成形体１３は、２本の横（横線）シール帯域２３及び縦シール帯域２６で密封され、折り目線によって区分された側壁２２、２２b及び２２ａを有する。（図２（ａ）参照）
図２（b）に示すように、折り目線に沿って、枕状予備成形体の本体部分が直方体形状に成形され、端部には、横シール帯域２３と、フラップ２４、２５とが器壁から直立するように形成される。横シール帯域２３は、底面２２ｂと頂面２２ａとから直立し、フラップ２４、２５は、稜辺２５ａ、２４ａを介して容器壁に一体的に連通する。
次いで、図２（c）に示すように、横シール帯域２３を折り畳んだ後、稜辺を中心にフラップを回転して、容器頂部側フラップ２４は、側壁２２に、容器底部側フラップ２５は、底面２２ｂに、折り込まれる。
【０００５】
図３に、直方体状液体食品充填紙製容器の外観斜視図を示す。その容器１４は、折り込まれた横シール帯域２３、容器壁２２及び２２ａ、頂壁２２ａから背面の器壁を経て底面に至る縦シール帯域２６を有し、稜辺２４ａを介して折り込まれたフラップ２４を備える。
【０００６】
前記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、包装積層材料同士が十分に接着していなくてはならない。
【０００７】
そこで、充填包装機で製品化された液体食品容器は、検査に際して、その機械の操作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、容器の最終形状成形と実質的に逆の方法で、すなわち、充填包装機のファイナルフォルダーでフラップが折り畳まれた逆の方法で、フラップを器壁から引き剥がして、被検体を調製する。
縦シール／横シールの検査に関して、塩酸、水酸化ナトリウム等によりアルミ箔など不要層を融解してシール幅を測定する方法を採る。しかし最低でも１時間を要し、劇薬を使う為製造現場での使用を考えると簡便な方法とは言い難い。
【特許文献１】特開２００３−１９４６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
操作員によって抜き取られた容器について、時間を要し簡易でない測定では、検査員の経験とその勘とで判定され、判定の基準が検査員によって異なるという問題がある。
電気的に若しくは光学的に測定されたとしても、シールの良否を判定する明確な基準が無く、また、シール良否判定の基準値を確立することができる品質検査方法が必要である。
本発明の目的は、短時間に迅速にかつ簡易に測定でき、検査員の経験とその勘とに頼ること無く、判定の基準が検査員によってバラつくことなく、シールの良否を判定する明確な基準を可能にする品質検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の品質検査方法は、所定の折り目線を有しポリオレフィン系ヒートシール最内層を積層するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形され、包装材料が縦線方向に縦シールされ、チューブ状包装材料内に食品が充填され、所定間隔毎に包装材料が横断方向に横シールされ、横シール帯域中間で切断されて枕状予備成形体が得られ、折り目線に沿って折り畳むことにより形成されたフラップが容器側壁及び／又は容器底面に接着されて得た容器について、品質を検査する方法であって、
容器に接着されているフラップを引き剥がし、枕状予備成形体の形状に戻し、
容器から充填された食品を取り出して被検体を調製し、
横シール帯域の被検査領域を予熱し、
予熱された被検査領域を引き剥がして引き剥がし面を、円偏光板からなる検出手段で測定し、
検出手段からの測定値に基づいて、被検査領域の良否を判定する
ことを特徴とする。
【００１０】
この発明の好ましい態様の品質検査方法は、目視によって、検出手段から測定する。
【００１１】
この発明の好ましい態様の品質検査方法では、画像処理によって、検出手段から測定する。
【００１２】
この発明の好ましい態様の品質検査方法では、線集光型近赤外ヒータによって、被検査領域を予熱する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による品質検査方法は、短時間に迅速にかつ簡易に測定でき、検査員の経験とその勘とに頼ること無く、判定の基準が検査員によってバラつくことなく、シールの良否を判定する明確な基準を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
この形態の品質検査方法の対象は、図１に示すように、折り目線を有するロール状包装材料ウェブ１を巻き出し、成形ローラ６によりチューブ状に成形し、包装材料の両端部が重ねられてオーバーラップが形成され、オーバーラップで縦シールエレメント８により縦線方向に縦シールされ、チューブ状包装材料内に充填パイプ７から食品が充填され、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１０及び対向ジョー１１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、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１３に切り離し、ファイナルフォルダー１５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包装充填容器１４に成形して得た容器である。
【００１５】
図４に横シール装置の詳細一部断面図を示す。この態様では、食品が充填されたチューブ状包装材料１が包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送られながら、２対の成形フラップ４１により挟まれておおよその容器形状に成形され、２対のシールジョー１０及び対向ジョー１１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、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフ４２により切断して個々の枕状予備成形体１３に切り離す。
得られた容器は、図３に示すように、直方体状液体食品充填紙製容器１４である。容器１４は、折り込まれた横シール帯域２３、容器壁２２及び２２ａ、頂壁２２ａから背面の器壁を経て底面に至る縦シール帯域２６を有し、稜辺２４ａを介して折り込まれたフラップ２４を備える。
【００１６】
この発明の実施の形態において、上記容器は、前処理手段によって、図２に示す充填包装機のファイナルフォルダーでフラップが折り畳まれた容器の最終形状成形と実質的に逆の方法で、そのフラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、容器壁にシールされているフラップが回転されてその器壁から引き剥がされ、枕状予備成形体の形状に戻される。
【００１７】
次いで、容器器壁を切断手段で全体的若しくは部分的に切断して充填された食品を取り出し、枕状予備成形体を板形状にする。図５に示すように、板形状予備成形体の横辺部を切り取り、片方器壁２２の中央を横断方向に切断する。調製手段で、切断された容器を実質的に平面状に若しくは所定の形状に展開する。図６に示すような被検体６１例を調製する。
【００１８】
この発明の実施の形態において、横シール帯域２３の被検査領域が予熱される。
図７に、線集光型近赤外ヒータ７１によって、被検体４１の横シール帯域２３を上方から予熱する態様を示す。被検体４１の横シール帯域２３のシール幅に合わせて、ヒータ７１の焦点距離を調整する。ヒータ７１によって、被検体４１の横シール２３のシール面を均一に加熱処理する。
必要に応じて、下方から別の線集光型近赤外ヒータ７２によって、被検体４１の横シール帯域２３を下方から予熱することもできる。
【００１９】
図７に示すような被検体４１を、ローラと保持装置で保持する。更に、図７に示すように、線集光型ヒーターで短期間に加熱しながらゆっくりと横シール帯域２３を矢印の方向に引き剥がす。すなわち、負荷をかけながら剥がす
【００２０】
この態様で用いられる近赤外ヒータは、石英管などにガスと共に封入したタングステン等からなるコイル状の金属フィラメントに通電し、この部分を２０００℃くらいの高温にし、その白熱状態から発する近赤外線を石英管を透過させて利用する。近赤外線は遠赤外線と異なり、物体内部での吸収では、遠赤外線の場合より深部に亘って行われる。
【００２１】
この発明の好ましい態様の品質検査方法では、予熱の熱量が調整される。
ヒータ７１の出力は、調整され、一例の基準例では、加熱直後に手で被検体のシール部分が破れること無く、また、シールされた部分の樹脂が支障無く剥離する。ヒータ７１の出力は、ワット数と加熱時間により調整する。
【００２２】
この発明の好ましい態様の品質検査方法では、予熱された被検査領域を、検出手段で測定する。
この態様の品質検査方法は、予熱された被検査領域を引き剥がして引き剥がし面を、円偏光板からなる検出手段で測定し、検出手段からの測定値に基づいて、被検査領域の良否を判定する。
線集光型ヒーターで短期間に加熱しながらゆっくりと横シール帯域２３を矢印の方向に引き剥がすと、シールされていた部分は負荷（ストレス）を受けながら剥がされる為、表面のポリエチレン最内層がシールされていない部分に比べ負荷履歴が残る。
【００２３】
この負荷履歴は偏光板を通して確認できる。特に、円偏光板を用いて観察すれば顕著にシール幅を、図６に示すように、確認できる。円偏光板を通して横シール幅を見た場合、図６の２本の矢印線で示すように、コントラストの明瞭な線として確認できる。
円偏光は、電場（および磁場）の振動が伝播に伴って円を描き、回転方向によって、右円偏光と左円偏光があり、角運動量を持つ偏光である。
簡単に円偏光を得るためには、円偏光板を用い、円偏光板は、偏光板と１／４波長板を、主軸を４５度ずらせて重ね合わせて得られる。円偏光板に無偏光の光が入ってくると、偏光板で直線偏光成分のみ取り出されて波長板で円偏光に変換される。
【００２４】
円偏光板を通して横シール幅が、コントラストの明瞭な線として確認できるので、画像処理装置を用いて容易にシール幅（ｍｍ）を自動測定できる。
好ましい態様の品質検査方法では、画像処理によって、検出手段から測定する。
画像から何らかの情報を取り出す画像処理は、対象とする画像を入力し、この画像に対して変換処理を行い、この変換の典型的方法としては濃淡画像を白黒２値にする「２値化」、濃度変化から物体の境界を見出す「エッジ検出」などがあり、次いで、必要な情報の抽出を行い、最後に得られた情報の分類を行う。
【００２５】
別の態様の品質検査方法は、目視によって、検出手段から測定する。
例えば、円偏光板にシール幅上限値、理想値、下限値の線を引いておいて、これをテンプレートとして範囲内にシール幅が入っているか非常に簡単に目視によって検査できる。
【００２６】
この発明の好ましい態様の品質検査方法では、更に、シール良好とシール不良との識別が明瞭に表れてくる。これは、被検体を予熱することにより、不良シール部のシール面に剥離現象が生じるためである。また、シール後の再結晶した状態が異なるために、誘電率（損失係数）が変わっている被検体を再加熱するために、電気的特性の違いが増幅さえたためであると考えられる。
【００２７】
上述の態様で実証されるように、自動化のレベルによるが、検査に要する時間は１〜３分程度で測定時間の大幅削減が可能となる。なお、加熱引き剥がし作業は５秒程度である。
更に、定量的判断、すなわち客観的判断が可能となり、検査者の技能によらない検査を実現できる。
薬品を用いずに安全に検査できる。
【００２８】
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】
【００２９】
この発明の品質検査方法は、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器の製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に使用できる包装充填機の一形態を示す概念図
【図２】本発明の実施例に使用できる容器の最終形状成形工程を示す概略図
【図３】本発明の実施例に使用できる容器の斜視図
【図４】本発明の実施例に使用できる包装充填機の横シール形成を示す断面図
【図５】本発明の実施例に使用できる容器からの被検体を示す斜視図
【図６】本発明の実施例に使用できる被検体の平面図
【図７】本発明の実施例における予熱を示す概念図
【図８】本発明の一実施例における円偏光板を通して横シール幅を観察した平面写真
【符号の説明】
【００３１】
２３  横シール帯域
４１  被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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