JP2010204035A - テラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否か検査するための検査方法について、適性な周波数のテラヘルツ波を容器のシール部に照射して透過させることで、テラヘルツ波の透過率から不純物の有無を確実に検査できるようにする。
【解決手段】容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させ、テラヘルツ波の透過率から不純物の有無を検査する際に、容器のシール部がオレフィン樹脂である場合には、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波を選択的に用い、容器のシール部がポリエステル樹脂である場合には、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いて、テラヘルツ波の透過率が低下していると、不純物が噛み込まれていると判断する。
【選択図】図１
【解決手段】容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させ、テラヘルツ波の透過率から不純物の有無を検査する際に、容器のシール部がオレフィン樹脂である場合には、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波を選択的に用い、容器のシール部がポリエステル樹脂である場合には、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いて、テラヘルツ波の透過率が低下していると、不純物が噛み込まれていると判断する。
【選択図】図１
Description
本発明は、同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器について、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで、容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否か検査するような、テラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法に関する。
光と電波の境界領域にある「テラヘルツ波」については、これまでその発生・検出の難しさから、産業的に利用されることはあまりなかったが、近年のレーザー技術の発達により実用化への道が拓けたことで、幅広い産業分野での利用が期待されている。
そのようなテラヘルツ波の利用について、例えば、下記の特許文献１には、サブテラへルツ電磁波を用いた粉粒体中異物検査装置およびその検査方法として、波長が０．５ＴＨｚ〜１００ＧＨｚの電磁波が粉粒体を透過することから、このサブテラへルツ電磁波を被検査物に照射し、その物質による伝播時間の差又は透過率の差を利用して粉粒体中の異物検査を行う、という技術が開示されている。
また、下記の特許文献２には、テラへルツ波分光計測によるターゲット判別方法及び装置として、約１〜３ＴＨｚのテラヘルツ波領域において、複数の異なる波長に対するターゲットの吸光度Ｓのスペクトル［Ｓ］を予め計測する分光スペクトル計測ステップと、被対象物に前記各波長のテラヘルツ波を照射して、被対象物の吸光度Ｉを計測する被対象物分光計測ステップとを有し、吸光度Ｓのスペクトル［Ｓ］と被対象物の吸光度Ｉのスペクトル［Ｉ］から、対象物の成分の有無を判別する、という技術が開示されている。
ところで、周波数領域が０．１ＴＨｚ（３ｍｍ）〜１０ＴＨｚ（３０μｍ）のテラヘルツ波については、エネルギーが低く、人体にとって安全であり、紙やプラスチックを良く透過する、水に吸収される、金属に反射する、物質の振動状態に敏感に反応する等の性質を有することが既に知られているが、そのような性質を有するテラヘルツ波を利用した検査方法の一つとして、本出願人は、内容物が充填されてからヒートシール等により密封された容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで、容器のシール部に内容物等のような不純物が噛み込まれているか否かを、テラヘルツ波の透過率から検出する可能性について検討を行った。
すなわち、容器のシール部に水滴や髪の毛のような不純物を噛み込ませたものと、容器のシール部に不純物を全く噛み込ませていないものとのそれぞれについて、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させ、それぞれのテラヘルツ波の透過率を測定して比較した結果、不純物が有るとテラヘルツ波の透過率が低下するということから、テラヘルツ波による不純物の検出の可能性が示された。しかしながら、使用するテラヘルツ波の周波数によっては、不純物が有ってもテラヘルツ波の透過率が必ずしも低下するものとは限らない、ということも判った。
本発明は、上記のような本出願人の検討により得られた新たな知見に基づくものであって、具体的には、容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための検査方法について、適性な周波数のテラヘルツ波を容器のシール部に照射して透過させることで、テラヘルツ波の透過率から不純物の有無を確実に検査できるようにすることを課題とするものである。
本発明は、上記のような課題を解決するために、同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための方法として、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するような方法を適用する際に、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がオレフィン樹脂である場合には、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いるようにしたことを特徴とするものである。
また、同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための方法として、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するような方法を適用する際に、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がポリエステル樹脂である場合には、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いるようにしたことを特徴とするものである。
上記のような本発明のテラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法によれば、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がオレフィン樹脂である場合には、特に周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波の一つを選択して容器のシール部に照射することで、容器のシール部に不純物が噛み込まれていると、不純物が噛み込まれていない場合と比べて、照射されたテラヘルツ波の透過率が確実に減少することから、容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを、テラヘルツ波の透過率によって確実に検査することができる。
また、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がポリエステル樹脂である場合には、特に周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波の一つを選択して容器のシール部に照射することで、容器のシール部に不純物が噛み込まれていると、不純物が噛み込まれていない場合と比べて、照射されたテラヘルツ波の透過率が確実に減少することから、容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを、テラヘルツ波の透過率によって確実に検査することができる。
容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための検査方法について、適性な周波数のテラヘルツ波を容器のシール部に照射して透過させることで、テラヘルツ波の透過率から不純物の有無を確実に検査できるようにするという目的を、以下の各実施例に具体的に示すように、同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための方法として、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するような方法を適用する際に、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がオレフィン樹脂である場合には、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いる、また、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がポリエステル樹脂である場合には、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いる、ということで実現した。
なお、以下の各実施例において、本発明の検査方法が適用される容器は、何れも合成樹脂製のカップ型容器であって、図３に示すように、カップ型容器１では、容器本体２の開口部上端から水平方向外方に延びるようにフランジ部３が形成されていて、容器本体２内に内容物を充填した後で、フランジ部３に対してシート状の蓋体４をヒートシールによる熱接着等により引き剥がし可能に面接着させることで、容器を密封している。
そのようなカップ型容器では、容器本体２の内部に内容物を充填するときに、内容物が飛び散ってフランジ部３の上面に内容物が付着する虞があり、フランジ部３の上面に蓋体４を面接着させたときに、容器のシール部（フランジ部３と蓋体４とを面接着させた部分）に内容物が噛み込まれてしまう虞があって、そうなると、容器の密封を妨げるという問題が生じる。
以下の各実施例に示す本発明の検査方法は、上記のようなカップ型容器のシール部に内容物のような不純物が噛み込まれているか否かを検査するためのものであって、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するものである。
本実施例では、容器本体２のフランジ部３と蓋体４は、何れも、オレフィン樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）のシート材から形成されており、同じ材質の熱可塑性樹脂からなるフランジ部３と蓋体４とをヒートシールして面接着させたシール部は、総厚が約１．１４ｍｍとなっている。
そのような容器のシール部について、本実施例では、シール部に何も噛み込まれていないものと、シール部に髪の毛を噛み込ませたものと、シール部に水滴を噛み込ませたものとの３種類を用意して、それぞれの容器シール部に対してテラヘルツ波の透過率を測定した。
そのような容器のシール部について、本実施例では、シール部に何も噛み込まれていないものと、シール部に髪の毛を噛み込ませたものと、シール部に水滴を噛み込ませたものとの３種類を用意して、それぞれの容器シール部に対してテラヘルツ波の透過率を測定した。
それぞれの容器シール部での測定については、エネルギーが低く、人体にとって安全であり、紙やプラスチックを良く透過する、水に吸収される、金属に反射する、物質の振動状態に敏感に反応する等の性質がある周波数領域が０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚのテラヘルツ波のうち、実験の都合上、０．４ＴＨｚ〜３ＴＨｚの範囲で、異なる周波数のテラヘルツ波をそれぞれ照射して、それぞれの周波数のテラヘルツ波について、容器シール部を透過したテラヘルツ波の透過率を測定した。
その結果は、図１にグラフで示した通りであって、これから見ると、例えば、周波数が２ＴＨｚのテラヘルツ波の場合には、シール部に水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率が２１％で、髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が２８％で、何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が３２％となっているように、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内では、その範囲内の何れの周波数のテラヘルツ波であっても、シール部に水滴を噛み込ませたもの（water）が最も透過率が低く、続いて、髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が低く、何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が最も良くなっていることが判る。
一方、周波数が０．６ＴＨｚ以下のテラヘルツ波の場合には、シール部に何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が、水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率よりは高くなっているものの、髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率よりも低くなってしまう、という現象が起きていることが判る。
ところで、本発明の検査方法では、既に述べたように、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断している。
そのようなテラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法において、容器のシール部がオレフィン樹脂（ＰＰ）である本実施例の場合には、図１に示したグラフから見て判るように、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内にあるテラへルツ波を選択的に用いることが必要であり、そうすることで、噛み込まれた不純物が水滴（water）や髪の毛（hair）の何れのようなものであっても、不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器（standard）よりも透過率が低くなることから、不純物の噛み込みを確実に検査することができる。
これに対して、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲から外れたテラへルツ波を用いると、水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率や髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が、シール部に何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率よりも確実に低くなるとは限らず、特に、周波数が０．６ＴＨｚ以下では、噛み込まれた不純物が髪の毛（hair）のようなものであると、不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器（standard）よりも透過率が高くなったりすることから、不純物の噛み込みを確実には検査することができない。
本実施例では、容器本体２のフランジ部３と蓋体４は、何れも、ポリエステル樹脂であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシート材から形成されており、同じ材質の熱可塑性樹脂からなるフランジ部３と蓋体４とをヒートシールして面接着させたシール部は、総厚が約０．８８ｍｍとなっている。
そのような容器のシール部について、本実施例では、シール部に何も噛み込まれていないものと、シール部に髪の毛を噛み込ませたものと、シール部に水滴を噛み込ませたものとの３種類を用意して、それぞれの容器シール部に対してテラヘルツ波の透過率を測定した。
そのような容器のシール部について、本実施例では、シール部に何も噛み込まれていないものと、シール部に髪の毛を噛み込ませたものと、シール部に水滴を噛み込ませたものとの３種類を用意して、それぞれの容器シール部に対してテラヘルツ波の透過率を測定した。
それぞれの容器シール部での測定については、エネルギーが低く、人体にとって安全であり、紙やプラスチックを良く透過する、水に吸収される、金属に反射する、物質の振動状態に敏感に反応する等の性質がある周波数領域が０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚのテラヘルツ波のうち、実験の都合上、０．４ＴＨｚ〜２ＴＨｚの範囲で、異なる周波数のテラヘルツ波をそれぞれ照射して、それぞれの周波数のテラヘルツ波について、容器シール部を透過したテラヘルツ波の透過率を測定した。
その結果は、図２にグラフで示した通りであって、これから見ると、例えば、周波数が０．８ＴＨｚのテラヘルツ波の場合には、シール部に水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率と髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が何れも２３％で、何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が２８％となっているように、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内では、その範囲内の何れの周波数のテラヘルツ波であっても、シール部に水滴を噛み込ませたもの（water）が最も透過率が低く、続いて、髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が低く、何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が最も良くなっていることが判る。
なお、周波数が０．４ＴＨｚ以下（０．１ＴＨｚ〜０．４ＴＨｚの範囲）のテラヘルツ波については、実験の都合上から実際には測定していないが、図２に示したグラフの曲線から見ると、シール部に水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率や髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が、シール部に何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率よりも低いものになる、ということは容易に推測できる。
一方、周波数が１．４ＴＨｚを超えるテラヘルツ波の場合には、シール部に何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率が、水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率や髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率と略重なってしまう、という現象が起きていることが判る。
ところで、本発明の検査方法では、既に述べたように、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断している。
そのようなテラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法において、容器のシール部がポリエステル樹脂（ＰＥＴ）である本実施例の場合には、図２に示したグラフから見て判るように、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内にあるテラへルツ波を選択的に用いることが必要であり、そうすることで、噛み込まれた不純物が水滴（water）や髪の毛（hair）の何れのようなものであっても、不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器（standard）よりも透過率が低くなることから、不純物の噛み込みを確実に検査することができる。
これに対して、周波数が１．４ＴＨｚ以上のテラへルツ波を用いると、水滴を噛み込ませたもの（water）の透過率や髪の毛を噛み込ませたもの（hair）の透過率が、シール部に何も噛み込ませていないもの（standard）の透過率と略同じになってしまうことから、不純物の噛み込みを確実には検査することができない。
以上、本発明の方法の各実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、検査の対象となる容器については、上記の各実施例に示したようなカップ型容器に限らず、袋状容器等のような他の容器であっても良い等、適宜に変更可能なものであることはいうまでもない。
１ 容器（カップ型容器）
２ 容器本体
３ フランジ部
４ 蓋体
２ 容器本体
３ フランジ部
４ 蓋体
Claims (2)
- 同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための方法として、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するような方法を適用する際に、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がオレフィン樹脂である場合には、周波数が０．８ＴＨｚ〜３．０ＴＨｚの範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いるようにしたことを特徴とするテラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法。
- 同じ材質の熱可塑性樹脂同士が面接着されてシールされている容器のシール部に不純物が噛み込まれているか否かを検査するための方法として、容器のシール部に不純物が全く噛み込まれていないサンプル容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることで予めテラヘルツ波の透過率を測定しておくと共に、検査対象の容器に対して、容器のシール部にテラヘルツ波を照射して透過させることでテラヘルツ波の透過率を測定して、両方のテラヘルツ波の透過率を比較することにより、検査対象の容器の透過率がサンプル容器の透過率よりも低いと、検査対象の容器のシール部に不純物が噛み込まれていると判断するような方法を適用する際に、容器のシール部を構成する熱可塑性樹脂の材質がポリエステル樹脂である場合には、周波数が１．３ＴＨｚ以下の範囲内であるテラへルツ波を選択的に用いるようにしたことを特徴とするテラヘルツ波を用いた容器シール部の検査方法。
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