JP4795090B2 - 包材検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、包材検査装置に関するものである。

従来、食品、例えば、茶、ジュース、スープ、アルコール類等の流動性を有する食品、すなわち、流動性食品を収容する包装容器を製造する場合、ウェブ状の包材、カートンブランク状の包材等が使用され、各包材の所定の箇所が、ヒートシール、超音波シール等の手法によってシールされることにより、包装容器が形成されるようになっている。例えば、ウェブ状の包材を使用する場合、該包材をチューブ状にし、第１のシール装置によって縦方向にシールした後、チューブ状の包材の中に液体食品を充填（てん）しながら所定の間隔で、第２のシール装置によって横方向にシールして切断し、ブリック状（れんが状）の一次成形による容器としての原型容器を形成し、該原型容器を更に成形して最終の成形による容器としての包装容器を完成させるようにしている。

ところで、前記包材は、包装容器の本体、すなわち、包装容器本体を形成したときの内側から外側にかけて順に形成された、最内層、アルミ箔（はく）で形成されたバリヤ層、紙基材及び最外層から成り、前記最内層及び最外層は、例えば、ポリエチレン樹脂から成る。

前記包装容器を製造する途中で、例えば、前記最内層にピンホールが発生したり、第１のシール装置を構成するローラが接触して最内層を傷つけたりして、最内層を破損させると、包装容器内の流動性食品がアルミ箔のアルミニウムと接触し、流動性食品の品質が低下してしまう。

そこで、オペレータは、完成された包装容器を適宜抜き出し、該包装容器から流動性食品を排出し、空になった包装容器を切り開き、包装容器の内側から目視によって最内層の状態を検査するようにしている。ところが、オペレータの主観に基づいて最内層が破損したかどうかを判断するようになっているので、最内層の状態を確実に検査することができない。

そこで、最内層が破損したかどうかを電気的に判断するようにした包材検査装置が提供されている。該包材検査装置は、検査対象となる包装容器に刺し込まれて流動性食品に通電させられる針状電極、及び検査対象の包装容器が浸漬（せき）された導電性の液体から成る電解液に挿入された電極を備え、針状電極と電極との間が導通するかどうかによって最内層が破損したかどうかを電気的に判断するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３２６２７７号公報

しかしながら、前記従来の包材検査装置においては、製造ライン上で最内層が破損したかどうかを判断することができず、しかも、包装容器を電解液に浸漬し、前記電極を電解液に挿入する必要があるので、最内層が破損したかどうかを判断するための作業が煩わしい。

また、針状電極を検査対象となる包装容器に刺し込む必要があるので、検査が終了した後の包装容器を利用することができず、包装容器のコストがその分高くなってしまう。

本発明は、前記従来の包材検査装置の問題点を解決して、最内層が破損したかどうかを容易に判断することができ、包装容器のコストを低くすることができる包材検査装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の包材検査装置においては、最外層、紙基材、導電性を有するバリヤ層及び最内層を備えた包材から成り、流動性食品を収容した包装容器に適用されるようになっている。

そして、前記包装容器の、流動性食品と電気的に接続された第１の導通部に当接させられる第１の電極と、前記包装容器の、前記バリヤ層の所定の部分から成る第２の導通部に当接させられる第２の電極と、前記第１、第２の電極間に電圧を印加したときの、電気変量に基づいて最内層が破損したかどうかを判断する破損判定処理手段とを有する。

本発明の他の包材検査装置においては、さらに、前記第１の導通部は、外気に対して露出した導通部材によって形成される。

本発明の更に他の包材検査装置においては、さらに、前記第２の導通部は、シール部分において、外気に対して露出したバリヤ層の端部によって形成される。

本発明の更に他の包材検査装置においては、さらに、前記第１の電極は針状電極である。

本発明の更に他の包材検査装置においては、さらに、前記第２の電極は、先端をシール部分と対向させて植毛された複数の繊維を備える。

本発明によれば、包材検査装置においては、最外層、紙基材、導電性を有するバリヤ層及び最内層を備えた包材から成り、流動性食品を収容した包装容器に適用されるようになっている。

そして、前記包装容器の、流動性食品と電気的に接続された第１の導通部に当接させられる第１の電極と、前記包装容器の、前記バリヤ層の所定の部分から成る第２の導通部に当接させられる第２の電極と、前記第１、第２の電極間に電圧を印加したときの、電気変量に基づいて最内層が破損したかどうかを判断する破損判定処理手段とを有する。

この場合、第１の導通部に第１の電極を当接させ、第２の導通部に第２の電極を当接させ、前記第１、第２の電極間に電圧を印加したときの、電気変量に基づいて最内層が破損したかどうかを判断するようになっているので、オペレータの主観に基づいて最内層が破損したかどうかを判断する必要がない。したがって、最内層の状態を確実に検査することができる。

また、第１の電極を包装容器に刺し込む必要がないので、検査が終了した後の包装容器を利用することができ、包装容器のコストをその分低くすることができる。

そして、製造ライン上で最内層が破損したかどうかを判断することができ、しかも、包装容器を電解液に浸漬したり、第２の電極を電解液に挿入したりする必要がないので、最内層が破損したかどうかを判断するための作業を簡素化することができる。

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。この場合、ウェブ状の包材を使用して形成されたブリック型の包装容器について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における包装容器の斜視図である。

図において、１１は包装容器、１２は包装容器本体、１３はストローパッケージであり、前記包装容器本体１２は、前壁１５、後壁１６、側壁１７、１８、頂壁１９、底壁２０等の壁体及び耳片２１を備える。前記頂壁１９において、中央には横シール部分２２が、所定のコーナ部にはストロー孔２３が形成される。

この場合、ウェブ状の包材の所定の箇所がヒートシール、超音波シール等の手法によってシールすることにより、前記包装容器本体１２が形成される。すなわち、前記包材をチューブ状にし、図示されない第１のシール装置によって縦方向にシールした後、チューブ状の包材の中に液体食品を充填しながら所定の間隔で、第２のシール装置によって横方向にシールして切断し、ブリック状の一次成形による容器としての原型容器を形成し、該原型容器を更に成形して最終の成形による容器としての包装容器本体１２を形成し、該包装容器本体１２にストローパッケージ１３を融着することによって、包装容器１１を完成させるようにしている。包装容器１１が完成した状態で、包装容器本体１２内に流動性食品が、負圧状態で、密閉させて収容され、流動性食品と頂壁１９との間に空間は形成されない。なお、必要に応じて前記頂壁１９に図示されない注出口を形成するとともに、該注出口をプルタブで被い、該プルタブを引き剥（は）がすことによって、前記注出口を開口させることができる。

前記包材は、包装容器本体１２の外方から内方にかけて最外層、紙基材、接着層、バリヤ層及び最内層を順に積層することによって形成され、前記最外層の外側表面、又は紙基材の外側表面には必要に応じて所定の印刷が施される。そして、前記ストロー孔２３は、あらかじめ紙基材、接着層、バリヤ層及び接着層に所定のパンチ穴を形成し、該パンチ穴を導通部材としての導電性フィルムによって塞（ふさ）ぐことにより、形成される。

該導電性フィルムは、前記ストロー孔２３において、外気に対して露出させられ、かつ、包装容器１１内に収容された流動性食品と電気的に導通させられる。本実施の形態において、導電性フィルムは、包装容器本体１２を密封するために、パンチ穴を十分に塞ぐことができるように、約１０〔ｍｍ〕角又は径のフィルムによって形成される。

なお、通常、最外層、接着層及び最内層は、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン共重合体等の樹脂によって形成される。また、前記最外層及び最内層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）によって形成されるのが好ましい。そして、バリヤ層は、導電性及びガスバリヤ性を有する材料、本実施の形態においては、アルミ箔によって形成される。また、必要に応じて、前記バリヤ層と最内層との間に接着層を配設することができる。

前記ストローパッケージ１３は、ストロー２５をパッケージ本体２６に収容した状態で包装容器本体１２に融着される。前記パッケージ本体２６は、熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレンで形成された上下のシートの外周縁を熱又はグルーでシールすることによって形成され、ストロー２５を使用する場合、パッケージ本体２６を指で引き裂くか、又はストロー２５を縦方向にずらし、ストロー２５の先端でパッケージ本体２６を引き裂くことによって開封し、ストロー２５を取り出すことができる。

該ストロー２５は、成形材料としての所定の樹脂、本実施の形態においては、ポリプロピレン樹脂によって形成され、二重管タイプにされ、伸縮自在にされる。そのために、ストロー２５は、外管３２、及び該外管３２内に摺（しゅう）動自在に嵌（かん）入された内管３３を備える。

ところで、例えば、何らかの理由で前記最内層にピンホールが発生したり、第１のシール装置を構成するローラ等が接触して最内層を傷つけたりして、最内層を破損させると、包装容器１１内の流動性食品がアルミ箔のアルミニウムと接触し、流動性食品の品質が低下してしまう。

そこで、最内層が破損したかどうかを電気的に判断するようにした包材検査装置が配設される。

図１は本発明の第１の実施の形態における包材検査装置の動作を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるストロー孔を形成するための第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるストロー孔を形成するための第２の図である。

図において、１２は包装容器本体、１９は頂壁、２０は底壁、２３はストロー孔、４１は包材、Ｓ１は、第２のシール装置によって横方向にシールされた部分、すなわち、第１のシール部分としての横シール部分である。前記包材４１は、包装容器本体１２の外方から内方にかけて最外層４５、紙基材４６、バリヤ層４８及び最内層５０を順に積層することによって形成される。なお、図１においては、説明の便宜上、紙基材４６とバリヤ層４８との間に配設された接着層は図示されていない。

前記ストロー孔２３は、包材４１の所定の箇所に、図３に示されるように、パンチ穴４４を形成し、該パンチ穴４４を、図４に示されるように、導電性フィルム４３で閉鎖することによって形成される。包装容器本体１２内に流動性食品が収容された状態で、導電性フィルム４３と流動性食品とは電気的に導通させられる。なお、前記パンチ穴４４は、最外層４５、紙基材４６、接着層４７、バリヤ層４８及び最内層５０を貫通させて形成され、前記導電性フィルム４３は、包材４１の内側からパンチ穴４４を被うように融着され、バリヤ層４８とは最内層４９を介して配設され、電気的に絶縁させられる。

また、前記導電性フィルム４３としては、導電性を有するフィルム、例えば、導電性ポリマーで形成されたフィルムが使用される。導電性物質ポリマーとして、ポリ（アニリン類）、ポリ（ピロール類）、ポリ（アセチレン類）等を使用することができる。

ところで、前述されたように、前記最内層４９にピンホールが発生したり、横シール部分Ｓ１を構成するローラ等が接触して最内層４９が傷つけられたりして、最内層４９が破損させられると、バリヤ層４８が流動性食品に対して露出し、バリヤ層４８と流動性食品とが電気的に導通させられる。なお、ｐ１は最内層４９が破損した部位、すなわち、破損部位ｐ１である。この場合、前述されたように、導電性フィルム４３と流動性食品が電気的に導通させられているので、導電性フィルム４３とバリヤ層４８とが電気的に導通させられることになる。これに対して、最内層４９が破損させられていない場合、バリヤ層４８と流動性食品とが電気的に絶縁させられるので、導電性フィルム４３とバリヤ層４８とは電気的に絶縁させられる。

そこで、第１の電極としての針状電極５１、及び第２の電極としてのアース電極５２を配設し、電源５３の正極端子と針状電極５１とを抵抗ｒ１を介して接続し、電源５３の負極端子とアース電極５２とを接続し、針状電極５１の先端を導電性フィルム４３に当接させ、アース電極５２を横シール部分Ｓ１の端面に当接させることによって、包材検査用の回路が形成される。

なお、針状電極５１の先端を導電性フィルム４３に当接させたときに、針状電極５１の側面とバリヤ層４８とが接触するのを防止するために、針状電極５１の側面に絶縁性の材料を被覆することができる。また、前記アース電極５２は、保持部５５、及び該保持部５５に、先端を上方に向けて、すなわち、横シール部分Ｓ１と対向させて植毛され、導電性を有するとともに、柔軟性及び可撓性を有する複数の繊維５６を備える。本実施の形態においては、該繊維５６として、金属繊維、特に、アモルファス金属繊維が使用される。

この場合、導電性フィルム４３によって、外気に対して露出し、流動性食品と電気的に接続し、針状電極５１と流動性食品とを導通させるための第１の導通部が、横シール部分Ｓ１におけるバリヤ層４８の端部によって、外気に対して露出し、バリヤ層４８の所定の部分から成り、アース電極５２とバリヤ層４８とを導通させるための第２の導通部が構成される。

そして、前記針状電極５１とアース電極５２との間に電気変量検出部としての電圧計（Ｖ）５４を接続し、該電圧計５４によって、電気変量としての、針状電極５１とアース電極５２との間に印加される電圧を検出し、検出された電圧ｖｓに基づいて、バリヤ層４８が破損したかどうかを判断するようにしている。

すなわち、前記最内層４９に破損部位ｐ１がない場合、導電性フィルム４３とバリヤ層４８とは電気的に絶縁させられるので、前記電圧ｖｓは電源５３の電圧ｖｅと等しくなる。これに対して、前記最内層４９に破損部位ｐ１がある場合、導電性フィルム４３とバリヤ層４８とは流動性食品によって電気的に導通させられるので、針状電極５１とアース電極５２との間を電流が破線矢印のように流れる。

この場合、針状電極５１とアース電極５２との間の抵抗をｒ２とし、針状電極５１とアース電極５２との間を流れる電流をｉａとしたとき、電圧ｖｓは、
ｖｓ＝ｉａ・ｒ２
になり、電圧ｖｅより低くなる。したがって、制御部５８の図示されない破損判定処理手段は、破損判定処理を行い、製造ライン上で図示されない搬送装置としてのコンベヤによって搬送されてくる包装容器１１ごとに、前記電圧ｖｓが、あらかじめ設定された閾（しきい）値以上変化したかどうかを判断することによって、最内層４９が破損したかどうかを判断する。この場合、前記繊維５６が柔軟性及び可撓性を有するので、横シール部分Ｓ１の端面のバリヤ層４８と繊維５６とを良好に接触させ、電気的に導通させることができる。

なお、本実施の形態において、電圧計５４は、針状電極５１とアース電極５２との間の電圧ｖｓを検出するようになっているが、抵抗ｒ１の両端子間の電圧を検出することができる。また、本実施の形態においては、電気変量として電圧ｖｓを検出するようになっているが、前記包材検査用の回路上の所定の位置に電気変量検出部としての電流計を配設し、電流計によって電気変量としての電流ｉａを検出することができる。その場合、前記破損判定処理手段の電気変量取得処理手段は、電気変量取得処理を行い、電流ｉａを読み込み、前記破損判定処理手段の電気変量判定処理手段は、電気変量判定処理を行い、電流ｉａがあらかじめ設定された閾値以上変化したかどうかに基づいて、最内層４９が破損したかどうかを判断する。

また、本実施の形態においては、底壁２０に配設された横シール部分Ｓ１の端面とアース電極５２とを接触させるようになっているが、底壁２０に配設された第２のシール部分としての縦シール部分の端面とアース電極５２とを接触させることができる。さらに、包装容器本体１２の任意の壁体に形成されたシール部分の端面とアース電極５２とを接触させることができる。

本実施の形態においては、導通部材によって導電性フィルム４３が形成されるようになっいるが、該導電性フィルム４３に代えて、例えば、銅、アルミニウム、銀、金、スズ等の各金属から成る箔を使用したり、前記各金属の合金から成る箔を使用したりすることができる。

また、導通部材として、全体が導電性を有するものを使用する必要はなく、最も外側の面、すなわち、包材４１の内周面と融着させられる面に、導電性を有する材料が被覆されたものを使用することができる。その場合、電流は、包材４１の内周面と融着させられる面に沿って流れ、複合材料フィルムの端面から流動性食品に流れる。そして、導電性を有する材料を被覆するに当たり、導電性を有するフィルムを被覆したり、導電性を有する金属をメッキしたり、導電性を有する材料を塗布したり、導電性を有する材料を印刷したりすることができる。

さらに、導通部材として、最も外側の面から最も内側の面まで、導電性を有する材料が貫通するものを使用することができる。

また、本実施の形態においては、針状電極５１を当接させるためにストロー孔２３を使用するようになっているが、ストロー孔２３に代えて、キャップ用の大きな開口部、空気抜き用の小さな孔等に、導通部材として導電性フィルム等を配設し、該導電性フィルム等を流動性食品と電気的に導通させることができる。そして、本実施の形態においては、アース電極５２を当接させるために横シール部分Ｓ１を使用するようになっているが、横シール部分Ｓ１に代えて、バリヤ層４８が外気に露出した部分を使用することができる。

このように、本実施の形態においては、最内層４９が破損すると、針状電極５１とアース電極５２との間に印加される電圧ｖｓが変化し、該電圧ｖｓの変化に基づいて、最内層４９が破損したかどうかを判断するようになっているので、オペレータの主観に基づいて最内層４９が破損したかどうかを判断する必要がない。したがって、最内層４９の状態を確実に検査することができる。

また、針状電極５１を包装容器１１に刺し込む必要がないので、検査が終了した後の包装容器１１を利用することができ、包装容器１１のコストをその分低くすることができる。

そして、製造ライン上で最内層４９が破損したかどうかを判断することができ、しかも、包装容器１１を電解液に浸漬したり、前記アース電極５２を電解液に挿入したりする必要がないので、最内層４９が破損したかどうかを判断するための作業を簡素化することができる。

ところで、導電性フィルム４３が金属、合金等によって形成され、かつ、流動性食品が酸性である場合には、導電性フィルム４３が所定の量以上溶けると、流動性食品が変色し、劣化が生じてしまう。そこで、導通部材を構成する金属、合金等が流動性食品と接触するのを抑制するようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。

図５は本発明の第２の実施の形態における導電性シートの断面図、図６は本発明の第２の実施の形態における導電性シートの平面図である。

図において、６０は導通部材としての導電性シートであり、該導電性シート６０は、所定の金属、例えば、銀によって形成された導電性を有する箔６１、及び該箔６１上にスクリーン印刷等によって格子状に形成された保護膜としての樹脂製のフィルム６２から成る。

この場合、箔６１は、フィルム６２が形成されていない部分において流動性食品に対して露出するので、電流は、箔６１を介して流動性食品に流れる。

なお、箔６１が露出する部分は、一つの箇所について１５〔μｍ〕角、又は径程度の寸法があれば、十分に電流を流すことができるので、最内層４９（図１）が破損したかどうかを精度よく判断することができる。また、１５〔μｍ〕角、又は径程度の寸法の箔６１の露出では、銀が溶出することはなく、流動性食品が劣化する心配はない。

本実施の形態においては、ウェブ状の包材を使用して形成されたブリック型の包装容器について説明したが、本発明をカートンブランク状の包材を使用して形成されたゲーブルトップ型の包装容器に適用することができる。

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。

本発明の第１の実施の形態における包材検査装置の動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における包装容器の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるストロー孔を形成するための第１の図である。 本発明の第１の実施の形態におけるストロー孔を形成するための第２の図である。 本発明の第２の実施の形態における導電性シートの断面図である。 本発明の第２の実施の形態における導電性シートの平面図である。

符号の説明

１１ 包装容器
４１ 包材
４３ 導電性フィルム
４５ 最外層
４６ 紙基材
４８ バリヤ層
４９ 最内層
５１ 針状電極
５２ アース電極
５６ 繊維
５８ 制御部
６０ 導電性シート
Ｓ１ 横シール部分

Claims (5)

1. 最外層、紙基材、導電性を有するバリヤ層及び最内層を備えた包材から成り、流動性食品を収容した包装容器の包材検査装置において、
   前記包装容器の、流動性食品と電気的に接続された第１の導通部に当接させられる第１の電極と、
   前記包装容器の、前記バリヤ層の所定の部分から成る第２の導通部に当接させられる第２の電極と、
   前記第１、第２の電極間に電圧を印加したときの、電気変量に基づいて最内層が破損したかどうかを判断する破損判定処理手段とを有することを特徴とする包材検査装置。
2. 前記第１の導通部は、外気に対して露出した導通部材によって形成される請求項１に記載の包材検査装置。
3. 前記第２の導通部は、シール部分において、外気に対して露出したバリヤ層の端部によって形成される請求項１に記載の包材検査装置。
4. 前記第１の電極は針状電極である請求項１に記載の包材検査装置。
5. 前記第２の電極は、先端をシール部分と対向させて植毛された複数の繊維を備える請求項１に記載の包材検査装置。

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