JP2005315670A - 製袋シール検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製袋材料を３方向でシールすることにより１方向に開放部を有するようにして製袋される製袋製品のシール性検査を少ない労力で効率的に行うことを可能とし、しかも実際に即した高精度で信頼性の高い検査を可能とするシール検査装置の提供。
【解決手段】シール検査装置は、ノズル体１、押圧体２および押圧受体３を備えている。ノズル体には、内圧ガス注入口６と圧力センサ１２に連通する連通口７が設けられている。そして前記製袋製品Ｗにその開放部Ｗａでノズル体の先端部を入り込ませた状態で押圧体と押圧受体にて挟圧することにより製袋製品の開放部を封止し、この状態で内圧ガス注入口から内圧ガスを注入して製袋製品内を所定の検査内圧状態にした後、その状態で所定時間放置し、その間の内圧状態を圧力センサにて検出してシール性を評価する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば漬物や冷凍食品あるいは乾物などの食品類の包装、あるいは洗剤の包装、さらには医薬品の包装など様々な分野での包装に用いられる包装袋、特に合成樹脂フィルムによる製袋材料を３方向でシールすることにより１方向に開放部を有するようにして製袋される包装袋のシール性検査に関する。

合成樹脂フィルムをシールして製袋される包装袋（製袋製品）は、高い気密性が求められる包装に用いられる場合が多い。そしてそのような用途の場合、特に例えば食品類などのようにその気密性が包装対象物の品質保持期間などに直接影響する用途の場合、包装対象物を包装する袋詰工程で製袋製品にシール不良が発生すると、製袋メーカから製袋製品使用メーカ、例えば食品類の製造メーカへ納入されるロット単位で製袋製品が不良品とされる。すなわち納入ロット中に一つでもシール不良の製袋製品があるとその納入ロットの製袋製品の全部が不良品として扱われることになり、損失が大きくなる。

このため製袋製品では、製袋後にその気密性、つまりシール部のシール性の検査がなされる。このシール性検査は、製袋製品使用メーカが定めた基準に基づいて製袋メーカが行うのが通常で、従来では以下のような検査法が一般的に用いられている。従来の検査法には、２種類あり、その一つはシール部を引き剥がしてその際の抵抗を測定してシール性を評価するショッパー検査と呼ばれる検査法（この検査法は拡張力試験ないし検査とも呼ばれる）である。他の一つは、製袋製品に水などの液体を充填し、これに外側から所定の圧力を加えて所定時間保持し、その間における充填液の漏れの有無によってシール性を評価する耐圧検査である。これら２種類の検査法は併用されるのが通常で、何れの検査法による検査も手間ひまのかかる作業であり、製袋メーカにとって大きな負担となっている。

製袋製品のシールは、ヒートシールの場合であれば電熱を用いたヒートシール装置でなされる。そしてそのシール部にシール不良を発生する主な原因としては、ヒートシール装置における電圧変動に起因した加熱の不足や過剰があり、またヒートシール装置の加熱面や製袋材料のシール部位へのごみなどの付着がある。これらによるシール不良の発生は何れも突発的なものである。したがってシール性検査のためのサンプリングを十分に短い時間間隔で行うようにすれば、シール不良の発生あがっても、その短いサンプリング時間の分だけの製袋製品を排除するだけで、最終的に製袋メーカからの出荷される製袋製品にシール不良品が入り込むのを有効に防止することができることになる。

なお、製袋製品のシール性検査ないし製袋製品に包装対象物を充填した包装品の密封性検査に関して、例えば特許文献１〜特許文献３に開示の例が知られている。

特開２００１−３３３４１号公報 特開２００３−２４６３０７号公報 特開平９−２６４０８号公報

製袋製品のシール不良問題においては、上記のようにシール性検査のためのサンプリング時間を短くして検査頻度を高めることで、シール不良の発生による損失を減らすことができる。しかし上記のような従来のシール検査は手間ひまがかかり、サンプリング時間を短くすると検査に多大な労力を必要とする。このため従来の検査法によるかぎり、検査頻度を十分なものとすることは実際的には困難であり、その結果としてシール不良による損失が無視し得ないものとなっていた。

また従来の検査法は、ショッパー検査の場合であれば、製袋製品のシール部分を引き剥がして検査するものであることから、その検査結果とシール性の関係が必ずしも明確でなく、検査精度という点で問題を残している。このことは耐圧検査についてもいえる。すなわち例えば不活性ガスを封入する包装の場合には、より高い気密性を要求するガスに対するシール性が問題になるのに、それを液体の封入で検査することは検査精度として必ずしも十分とはいえない。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、少ない労力で効率的に検査を行うことを可能とし、しかも実際に即した高精度で信頼性の高い検査を可能とするシール検査装置の提供を目的としている。

上記目的のために本発明では、合成樹脂フィルムによる製袋材料を３方向でシールすることにより１方向に開放部を有するようにして製袋される製袋製品のシール性を検査するための製袋シール検査装置において、検査対象の製袋製品に内圧ガスを注入する内圧ガス注入口が設けられるとともに、前記内圧ガスの注入で前記製袋製品内に生じた内圧を当該内圧検出用の圧力センサに連通させるための連通口が設けられたノズル体、封止用の弾性層を有した押圧体、同じく封止用の弾性層を有した押圧受体、および前記圧力センサによる検出データを記録する記録手段を備え、そして前記開放部で前記製袋製品に前記ノズル体の先端部を入り込ませた状態で前記押圧体と前記押圧受体にて挟圧することにより前記製袋製品の前記開放部を封止し、この状態で前記内圧ガス注入口から内圧ガスを注入して前記製袋製品内を所定の検査内圧状態にした後、その状態で所定時間放置し、その間の前記内圧状態を前記圧力センサにて検出して前記記録手段に記録するとともに、検出内圧状態が前記検査内圧を下回った際にシール不良告知を発するようにされていることを特徴としている。

また本発明では、上記のような製袋シール検査装置について、前記製袋製品を前記内圧ガスの注入により破袋させるとともに、その破袋時の内圧状態を前記圧力センサにて検出し、この破袋内圧から前記検査内圧を求めることができるようにしている。

本発明による製袋シール検査装置は、製袋製品１個あたり数分程度というきわめて短い時間でシール検査を行うことを可能とし、したがって従来の検査手法に比べて検査効率を大幅に高めることができる。また本発明による製袋シール検査装置は、製袋製品に内圧ガスを注入して検査内圧状態とし、この状態で一定時間放置してその間における内圧ガスの漏出の有無によりシール不良を検出するものであり、したがって不活性ガスを封入する包装に用いられる製袋製品で求められるガスに対するシール性を実際に即したかたちで検査することができ、より高精度で信頼性の高い検査が可能となる。

以下、本発明を実施する上で好ましい形態について説明する。図１に一実施形態による製袋シール検査装置の構成を模式化して示す。製袋シール検査装置は、ノズル体１、押圧体２、押圧受体３、押圧シリンダ４および制御系５を主な要素としている。

ノズル体１は、例えば金属材料のような強度の高い材料を用いて高剛性のブロック体として形成され、また後述のようにして押圧体２と押圧受体３でなす検査対象製袋製品Ｗの開放部Ｗａの封止をし易くするための外形形状が与えられている。図の例では、封止し易くするため形状としてかまぼこ状の形状を用いている。このノズル体１は、検査対象製袋製品Ｗに内圧ガスを注入し、また内圧ガスの注入を受けた製袋製品Ｗの内圧を検出するのに機能する。そのためにノズル体１には、内圧ガス注入口６と連通口７がそれぞれ二つずつ設けられている。これら内圧ガス注入口６と連通口７は、何れもノズル体１をその軸方向で貫通する細長い貫通孔として形成され、その前端をノズル体１の前面部に開放させている。そして内圧ガス注入口６は、その後端をガス注入用配管８に接続させ、このガス注入用配管８を介してガス注入源９から内圧用ガスを供給できるようにされている。一方、連通口７は、その後端を連通用配管１１に接続させ、この連通用配管１１を介して圧力センサ１２に連通させられている。

押圧体２と押圧受体３は、開放部Ｗａで製袋製品Ｗにノズル体１の先端部を入り込ませた状態、つまり製袋製品Ｗの開放部Ｗａをノズル体１に被せた状態で製袋製品Ｗとノズル体１を挟圧することにより製袋製品Ｗの開放部Ｗａを封止するのに用いられる。そのために押圧体２と押圧受体３は、何れもノズル体１と同様に、金属材料のような強度の高い材料を用いて高剛性の細長い直方体形状のブロック体として形成され、そして押圧体２にはその押圧面側に封止用の弾性層２ｃが設けられ、押圧受体３にはその押圧受面側に封止用の弾性層３ｃが設けられている。弾性層２ｃと弾性層３ｃは、何れも例えばゴム材のような弾性の高い材料で形成する。本実施形態では押圧体２の弾性層２ｃは、やや硬めのゴム材で形成し、押圧受体３の弾性層３ｃは、弾性層２ｃより柔らかめのゴム材で形成している。

このような押圧体２と押圧受体３は、検査に先立って製袋製品Ｗをノズル体１に被せる際にその操作を行い易くするために、両者の間を拡げた状態（図示の状態がこれにあたる）にする必要がある。そのために押圧体２を吊りワイヤ１３で吊り上げて押圧受体３との間に広い隙間を空けることができるようにしている。吊りワイヤ１３による押圧体２の吊り上げ操作は、吊りワイヤ１３に接続の足踏みペダル（図示を省略）で行えるようにしてある。

押圧シリンダ４は、押圧体２と押圧受体３による製袋製品Ｗとノズル体１の挟圧における挟圧力を押圧体２に加えるのに用いられる。この押圧シリンダ４は、エアシリンダで形成されるのが通常である。

制御系５は、ノズル体１による製袋製品Ｗへの内圧ガスの注入制御、押圧シリンダ４の動作制御、それに製袋製品Ｗの内圧状態の検出と記録などのための各種機器などを要素として形成される。図の例では、主な要素として、内圧検出・記録部１４、検査圧力設定部１５、破袋圧力設定部１６および動作制御部１７を有する構成とされている。

次に、以上のような製袋シール検査装置における製袋製品のシール検査作業について説明する。検査対象の製袋製品Ｗは、その用途に応じて製袋材料の合成樹脂フィルムの種類や厚みが異なり、それに応じて検査で負荷する内圧が異なる。検査用の内圧は、製袋製品Ｗが破袋する内圧を基準にし、その破袋内圧よりも一定程度だけ低い圧力として決める。したがって新しい仕様の製袋製品を検査する場合には、まず破袋試験を行う。

破袋試験を行うには、まず製袋製品Ｗをその開放部Ｗａでノズル体１に被せる。この製袋製品Ｗのセット操作は、押圧体２を吊りワイヤ１３で吊り上げて押圧受体３との間に広い隙間を空けて行う。製袋製品Ｗのセットを終えたら、製袋製品Ｗの開放部Ｗａの封止を行う。それには、動作制御部１７のフットスイッチ（図示を省略）の操作により押圧シリンダ４を動作さることで押圧体２を降下させて押圧受体３との間で製袋製品Ｗとノズル体１を挟み込んで圧締する、つまり挟圧する。なおこの挟圧に際して検査作業員が指などを挟み込まれると危険である。したがってこれを防ぐための安全機構を設けるのが好ましい。その安全機構としては、例えば製袋製品Ｗのセット操作を行う空間を覆うカバーを設け、このカバーが閉じることを条件として押圧シリンダ４を動作さるような機構が好ましいものとして挙げられる。

製袋製品Ｗの封止ができたら、図示を省略してあるボタンにより破袋試験モードを設定し、それからノズル体１により内圧ガス（通常は空気）の注入を開始し、破袋圧力設定部１６で内圧ガスの圧力を徐々に上げながら内圧ガスの注入を続ける。これにより製袋製品Ｗの内部が破袋内圧に達すると製袋製品Ｗがその側辺シール部Ｓａや底辺シール部Ｓｂ以外の部分で破れて破袋する。この破袋は内圧の急激な減少として検出され、破袋になると内圧ガスの注入が停止する。この間における製袋製品Ｗの内圧状態は圧力センサ１２で検出され、その結果は内圧検出・記録部１４に設けられている記録手段（図示を省略）で記録される。また破袋時には内圧検出・記録部１４に設けられている告知手段（図示を省略）で破袋を告知する。その告知手段による告知は、例えばランプの点灯やブザーの鳴動などで行う。

以上のような破袋試験により破袋内圧を知ることができる。そこでこの破袋内圧を基準にして検査内圧を定めてシール検査を行う。破袋試験に基づく検査内圧は自動的に設定することも可能であり、必要に応じてそのようにする。なお、既に検査内圧が分っている製袋製品の場合にはその検査内圧でシール検査を行う。シール検査を行うには、まず破袋試験の場合と同様にして製袋製品Ｗのセットと製袋製品Ｗの封止を行う。それから図示を省略してあるボタンにより定圧検査モードを設定するとともに、検査圧力設定部１５で検査内圧を設定し、ノズル体１による内圧ガスの注入を開始する。そして製袋製品Ｗが検査内圧になるまで内圧ガスの注入をなし、検査内圧に到達して内圧ガスの注入が停止された後、その内圧を保てる状態で一定時間（例えば１〜３分程度）放置する。この間における製袋製品Ｗの内圧状態は圧力センサ１２で検出され、その結果は内圧検出・記録部１４に設けられている記録手段で記録され、品質管理などにおけるシール検査データとして用いられる。

製袋製品Ｗにシール不良があるとそのシール不良部分から内圧ガスが漏出して放置中に製袋製品Ｗの内圧が低下する。そしてその内圧低下の程度が一定以上になると、内圧検出・記録部１４に設けられているシール不良検出手段でシール不良として検出され、内圧検出・記録部１４に設けられている告知手段がそのシール不良を告知する。この告知は、破袋の場合と同様にランプの点灯やブザーの鳴動などで行う。

本発明による製袋シール検査装置における以上のような検査作業は、製袋製品１個あたり数分程度というきわめて短い時間で行うことができ、したがって従来の検査手法に比べて検査効率を大幅に高めることができる。また本発明による製袋シール検査装置は、検査対象の製袋製品に内圧ガスを注入して検査内圧状態とし、この状態で一定時間放置してその間における内圧ガスの漏出の有無によりシール不良を検出するようにしている。このため不活性ガスを封入する包装に用いられる製袋製品で求められるガスに対するシール性を実際に即したかたちで検査することができ、より高精度で信頼性の高い検査が可能となる。また本発明による製袋シール検査装置は、検査内圧を破袋試験により製袋製品ごとに実際的に求めることができ、このことでも検査のレベルを高めることができる。

本発明は、製袋製品の品質管理として必要なシール検査を効率よく行えるようにし、しかもその検査を高精度で信頼性の高いものとすることができる。このような本発明は、製袋分野に有用なものとして広く利用することができる。

本発明の一実施形態による製袋シール検査装置の構成を模式化して示す図である。

符号の説明

１ ノズル体
２ 押圧体
２ｃ 押圧体の弾性層
３ 押圧受体
３ｃ 押圧受体の弾性層
６ 内圧ガス注入口
７ 連通口
１２ 圧力センサ
Ｗ 製袋製品
Ｗａ 開放部

Claims (2)

1. 合成樹脂フィルムによる製袋材料を３方向でシールすることにより１方向に開放部を有するようにして製袋される製袋製品のシール性を検査するための製袋シール検査装置において、
   検査対象の製袋製品に内圧ガスを注入する内圧ガス注入口が設けられるとともに、前記内圧ガスの注入で前記製袋製品内に生じた内圧を当該内圧検出用の圧力センサに連通させるための連通口が設けられたノズル体、封止用の弾性層を有した押圧体、同じく封止用の弾性層を有した押圧受体、および前記圧力センサによる検出データを記録する記録手段を備え、
   そして前記開放部で前記製袋製品に前記ノズル体の先端部を入り込ませた状態で前記押圧体と前記押圧受体にて挟圧することにより前記製袋製品の前記開放部を封止し、この状態で前記内圧ガス注入口から内圧ガスを注入して前記製袋製品内を所定の検査内圧状態にした後、その状態で所定時間放置し、その間の前記内圧状態を前記圧力センサにて検出して前記記録手段に記録するとともに、検出内圧状態が前記検査内圧を下回った際にシール不良告知を発するようにされていることを特徴とする製袋シール検査装置。
2. 前記製袋製品を前記内圧ガスの注入により破袋させるとともに、その破袋時の内圧状態を前記圧力センサにて検出し、この破袋内圧から前記検査内圧を求めることができるようにされている請求項１に記載の製袋シール検査装置。
   

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