JP2004123184A - シール強度測定方法及びシール強度測定装置 - Google Patents

Abstract

【目的】サンプルの検査部分を正確な検査を可能にするように取り扱うことができるシール強度測定方法及びシール強度測定装置を提供することを目的とする。
【構成】検査前処理方法及びその装置は、ウェブ状包装積層材料から得られ、フラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た容器について検査の前処理であって、容器を前処理台に配置し、フラップがシールされていない側壁面を押圧して、フラップがシールされている側壁面を外側に膨らませ、折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に、板状爪を挿入し、容器の稜辺を中心に爪が回転して、容器壁にシールされているフラップを器壁から引き剥がし、爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出するように構成したものである。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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紙製容器をシール強度検査する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジュースや牛乳などの液体食品などを充填したいくつかの紙製容器においては、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。
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、内外層に熱可塑性材料層を有しロール状に巻かれた紙含有包装材料ウェブ１を巻き出し、ローラにより充填機内を搬送し、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し、成形ローラ６によりチューブ状に成形し、そのチューブ内に充填パイプ７から液体食品を充填し、縦シールエレメント８によりチューブ縦方向にシールし、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、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に成形する。
【０００３】
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本の横シール帯域２３で密封され、折り目線によって区分された側壁２２、２２ｂ、２２ｃ、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２２ｃに、容器底部側フラップ２５は、底面２２ｂに、折り込まれる。
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、２２ｂ、２２ｃ、及び２２ａ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。
【０００４】
充填包装機で製品化された液体食品容器は、その機械の操作員によって定期的に抜き取り、種々の項目について品質検査される。検査する前に抜き取られた容器は、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、直方体の形状の容器をマクラ形状にしている。フラップの器壁から引き剥がしに際して、フラップシール強度測定を検査員の定性的検査により行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定期的な抜き取りによる品質検査のための準備作業である容器の開封作業が、作業員による手作業で、シールされたフラップを引き剥がしているために、作業員の個人差により、同じ作業員であってもなお、検査サンプルの前処理条件が異なる。その差異がデータの誤差として現れ、検査結果を不確かなものにする。正確な検査結果がことが望まれている。
従来のシール強度測定検査において、フラップ部のシール部分など検査部分に”折れ曲がり”や”傷”を付ける恐れがあり、フラップシール強度測定の品質検査に支障をきたすことがないシール強度測定検査の必要がある。
本発明は、上記の必要性、切望に応えるものであり、定期的な抜き取りによる品質検査のための準備作業である容器の開封において、フラップシール強度測定の品質検査の正確な結果を導き、サンプルの検査部分を正確な検査を可能にするように取り扱うことができるシール強度測定方法及びシール強度測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決する本発明の検査前処理方法及びその装置は、ウェブ状包装積層材料から得られ、フラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た容器について検査であって、容器を前処理台に配置し、フラップがシールされていない該容器側壁面を押圧して、該フラップがシールされている該容器側壁面を外側に膨らませ、折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に、板状爪を挿入し、フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、爪を回転させて、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がし、爪の回転運動を継続して所定位置まで該フラップを回転させ、爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出するように構成したものである。
これにより、定期的な抜き取りによる品質検査のための準備作業である容器の開封において、フラップシール強度測定の品質検査の正確な結果を導き、サンプルの検査部分を正確な検査を可能にするように取り扱うことができるシール強度測定方法及びシール強度測定装置が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明のシール強度測定方法は、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形されて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て所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、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横シール帯域を含むフラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、シール強度を測定する方法であって、
該容器を前処理台に配置し、
該フラップがシールされていない該容器側壁面を押圧して、該フラップがシールされている該容器側壁面を外側に膨らませ、
折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に、板状爪を挿入し、
該フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、該爪を回転して、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がし、
該爪の回転運動を継続して所定位置まで該フラップを回転し、
該爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出する
ことを含む。
【０００８】
請求項２に記載の発明のシール強度測定方法は、請求項１記載の方法において、シールされている複数の該フラップの中から選ばれた一のフラップについて、該板状爪を挿入し、該フラップを該器壁から引き剥がす、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明のシール強度測定装置は、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形されて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て所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、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横シール帯域を含むフラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、シール強度を測定する装置であって、
該容器を載置して保持する前処理台、
該フラップがシールされていない該容器側壁面を押圧して、該フラップがシールされている該容器側壁面を外側に膨らませる押圧手段、
折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に挿入される板状爪、
該板状爪を該間隙に出し入れする並進運動駆動手段、及び
該板状爪を回転させて、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がす回転運動駆動手段を有し、該板状爪が該フラップ毎に設けられ、
該爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出するシール強度算出手段を備える
ことを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
この形態のシール強度測定は、ウェブ状包装積層材料から得られ、フラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た容器について検査の前処理である。この形態において、容器を前処理台に配置し、フラップがシールされていない容器側壁面を押圧して、フラップがシールされている容器側壁面を外側に膨らませる。
図４に示すように、容器１４を載置して保持する前処理台（図示せず）及び、フラップ２４、２５がシールされていない容器側壁面２２を押圧して、フラップ２４、２５がシールされている容器側壁面２２ｃ、２２ｂを外側に膨らませる押圧手段（矢印で示す）を有する。
容器の位置決め完了後、前処理台に取り付けられた押圧手段（容器押さえ装置のプッシャー）が、所定の力で容器の上面（図２点鎖線部）を押さえる。すなわち、矢印Ｐで示す押圧力を器壁２２にかけると、前処理台と接する面を除いてその他の面が外側に膨らむ。この態様では、矢印Ｖで示す方向に器壁が膨らむ。その結果、器壁にシールしたフラップ２４、２５も外側に突出する。
容器の形状を安定化し、容器器壁にシールしたフラップが外部に飛び出して爪が引っ掛かる位置に出る。後工程における板状爪の挿入を容易にする。
【００１１】
この発明の実施の形態において、折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に、板状爪を挿入する。
図５（ａ），（ｂ）に示す形態では、折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に挿入される板状爪５１、５２、５３、５４及び、板状爪を間隙に出し入れする並進運動駆動手段を有する。
図示する容器の４箇所でシールされているフラップ２４、２５（容器側壁２２ｃ及び容器底面２２ｂそれぞれ２箇所）を引き剥がすために、個々のフラップ用に爪５１、５２、５３、５４が設備されていて、この爪が先端部から、図示矢印に示すように、フラップの折れこみ部の隙間Ｓに自動的に挿入される。フラップの隙間に爪を挿入する方法は、並進運動駆動手段（図示せず、具体的には、エアーシリンダー）によって実行される。
【００１２】
こ発明の好ましい態様において、シール強度測定方法は、シールされている複数のフラップの中から一のフラップについて、板状爪を挿入し、フラップを該器壁から引き剥がす。
図５に示す態様では、第一に、爪５１をフラップ２５の間隙に挿入し、爪を回転させてフラップを引き剥がし、次いで、その他の爪５２、５３、５４をスラップに挿入し、爪の回転によりフラップを引き剥がす。この態様により、安定的に操作を行うことができる。
【００１３】
この発明の実施の形態において、板状爪を回転させて、容器壁にシールされているフラップを器壁から引き剥がす回転運動駆動手段を有し、図６を参照して回転運動駆動手段（図示せず）の機能を説明する。
回転運動駆動手段（図示せず、４個のサーボモーター）によって、フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺２５ａを中心に、爪（図示せず）が回転し、その結果、フラップ２５が器壁２２ｂから剥離する。爪の回転運動を継続して１８０度までフラップが回転する。
具体的には、回転運動駆動手段（サーボモーターなど）の出力軸に取り付けられた平歯車と爪の取り付けられた軸の歯車とが噛み合っている。爪が挿入された後、サーボモータが駆動すると爪が旋回してフラップが引き剥がされる。
爪挿入後、具体例では、フラップを開く爪を作動するサーボモーターが駆動する。このモーターによってフラップの開き量が決められる。開く量は底面側が約１８０°で頂部側が約９０°である。しかし、開き量の調整は任意に可能である。爪が挿入される時は常にフラップの横シール帯域に接触する位置にする。
【００１４】
この発明にシール強度測定において、爪の回転に際し、回転に要するトルクを測定してシール強度算出手段でシール強度を算出し、フラップシール検査のためのシール強度を測定する。
概略断面図である図７を参照して、回転運動駆動手段（サーボモーター）の出力軸に取り付けられた平歯車７１と爪の取り付けられた軸の歯車７２とが噛み合い、爪５４がフラップ２４の間隙Ｓに挿入された後、サーボモータが駆動し、爪５４が旋回してフラップ２４が容器側壁２２ｃから引き剥がされる態様におけるシール強度測定の具体例を説明する。
【００１５】
シール強度測定の具体例において、フラップ開きトルクを以って、以下のように、シール強度測定値に換算する。
モーターの駆動トルクでフラップのシール強度を引き剥がしトルクで表示する。サーボモーターはフラップの数と同じ４個設備し、それぞれのモーターの駆動電圧値（最大）を読み取り、この電圧値を使って計算した結果が、フラップ引き剥がしトルクＦＴとなる。この態様のシール強度測定装置の機構を基にした計算式を以下に示す。
モーター最大トルク＝９．５（ｋｇｆ．ｃｍ）、歯車７１と歯車７２との駆動ユニットギア比＝３：５であるとすると、
駆動モーターが最大トルク時のフラップ強度Ｔは、９．５Ｘ５／３＝１５．８３（ｋｇｆ．ｃｍ）となる。
サーボモーターアンプからのアナログ電圧値Ｄ　８Ｖで最大トルクとなり、Ａ／Ｄ変換によるデジタル値は６４００となるとすると、
ＦＴ：フラップ強度、Ｄ：フラップ強度測定デジタル値とすると、フラップ引き剥がしトルクＦＴは、
ＦＴ＝Ｄ／６４００Ｘ１５．８３（ｋｇｆ．ｃｍ）＝ＤＸ２．４７Ｘ１０^−３（ｋｇｆ．ｃｍ）
＝ＤＸ２．４７Ｘ１０^−２（Ｎ・ｃｍ）となる。
上記具体例で示されるシール強度算出手段は、上述のように、爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出する。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の有利な効果が得られる。
定期的な抜き取りによる品質検査のための準備作業である容器の開封において、検査サンプルの前処理条件が異なることがなく、正確な検査結果を導き、シール強度測定サンプルの検査部分を正確な検査を可能にするように取り扱うことができる
作業員は、検査サンプル製作システムの供給部であるこの発明のシール強度測定装置に容器を投入するだけで、シール強度測定検査マニュアルで指示している“容器の開封方法”による所定の容器のフラップの剥がしを容易に実施することができる。
位置決めが完了した容器の上面を押さえることによってフラップの位置を爪に対して安定した位置にする。この発明の好ましい態様において、複数のフラップの一のフラップを爪で引っ掛け引く続いて他のフラップを引き剥がすので、より安定的に、爪がフラップに引っ掛けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙包装容器の包装充填機の外観図
【図２】予備成形体から最終形状の紙包装容器に成形される形態を説明する外観図
【図３】直方体形状の紙包装容器の外観図
【図４】本発明の一の実施態様における押圧を示す外観図
【図５】本発明の一の実施態様における爪の挿入を示す説明図
【図６】本発明の一の実施態様におけるフラップの回転を示す説明図
【図７】フラップシール検査のシール強度測定を説明する断面図
【符号の説明】
１４　・・・容器
２４、２５　・・・フラップ
５１、５２、５３、５４・・・爪

Claims (3)

1. 所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形されて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て所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、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横シール帯域を含むフラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、シール強度を測定する方法であって、
   該容器を前処理台に配置し、
   該フラップがシールされていない該容器側壁面を押圧して、該フラップがシールされている該容器側壁面を外側に膨らませ、
   折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に、板状爪を挿入し、
   該フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、該爪を回転させて、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がし、
   該爪の回転運動を継続して所定位置まで該フラップを回転させ、
   該爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出する
   ことを含むシール強度測定方法。
2. シールされている複数の該フラップの中から一のフラップについて、該板状爪を挿入し、該フラップを該器壁から引き剥がす、請求項１記載のシール強度測定方法。
3. 所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形されて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て所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、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横シール帯域を含むフラップが容器側壁及び容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、シール強度を測定する装置であって、
   該容器を載置して保持する前処理台、
   該フラップがシールされていない該容器側壁面を押圧して、該フラップがシールされている該容器側壁面を外側に膨らませる押圧手段、
   折り畳みにより形成されたフラップの間隙であって横シール帯域に隣接する位置に挿入される板状爪、
   該板状爪を該間隙に出し入れする並進運動駆動手段、及び
   該板状爪を回転させて、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がす回転運動駆動手段を有し、該板状爪が該フラップ毎に設けられ、
   該爪の回転に際して、回転に要するトルクを測定してシール強度を算出するシール強度算出手段を備える
   ことを特徴とするシール強度測定装置。

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