JP7242032B2

JP7242032B2 - 食品製造ライン用樹脂成形体

Info

Publication number: JP7242032B2
Application number: JP2018220611A
Authority: JP
Inventors: 隆吉末
Original assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Current assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2023-03-20
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: JP2019112612A

Description

本発明は、樹脂成形体に関する。

従来、食品の製造ラインにおいて異物が混入した製品を検知するには、金属探知機及びＸ線検査機などが用いられている。Ｘ線検査機を用いても、密度が低い樹脂を感度良く検知するのは難しい。

一方、食品の製造に使用される装置は、樹脂製の部品を備えていることがある。例えば、小売店などで販売されている豆腐は、製造ラインに組み込まれた樹脂製の型の中に豆腐を作った後、この豆腐を、型からポリプロピレン製などの使い捨ての容器に移して製造される場合がある。製造ラインに組み込まれた樹脂製の複数の型は、ラインに沿って整然と流れていることが望ましいが、なんらかの要因で型同士が接触したり、型が装置の金属部分に接触したりして割れることがある。

樹脂製の型が割れると、その破片が豆腐に混入する可能性がある。破片が混入した豆腐が消費者の手に渡るのは、安全性の観点や企業イメージの観点から望ましくない。豆腐に限らず、食品の製造後に型の破損が発覚した場合、製造した食品に型の破片が混入しているか否かを迅速且つ正確に検査する必要がある。

特開２０１５－１０９０２号公報特開平３－１７６６０６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、Ｘ線検査機による検出が容易な樹脂成形体を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によると、ポリサルフォン樹脂と、硫酸バリウムとを含み、前記ポリサルフォン樹脂及び前記硫酸バリウムの合計重量に対する前記硫酸バリウムの重量の割合が８重量％～１５重量％の範囲内にあり、厚みが１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある、食品製造ライン用樹脂成形体が提供される。

本発明によると、Ｘ線検査機による検出が容易な樹脂成形体を提供することが可能となる。

実施形態に係る樹脂成形体の一例を概略的に示す斜視図。実施例に係るＸ線透過画像を示す写真。図２に係るＸ線透過画像を２値化した写真。

樹脂の中には、密度が小さく、Ｘ線を透過し易いものがある。それ故、樹脂のみからなる樹脂成形体は、Ｘ線検査機を利用しても検出することが困難な場合がある。例えば、食品製造作業に使用されるゴム手袋は、その破片が食品に混入した場合の検知が難しい場合がある。そこで、従来、ゴム手袋に金属粉末を混合したものが使用されている。金属粉末が混合されたゴム手袋は、金属探知機で検出することが可能である。金属粉末としては、例えば鉄粉を挙げることができる。

食品製造ライン中で使用される樹脂成形体は、何度も洗浄されるため、耐薬品性に優れることが望ましい。加えて、樹脂成形体は、熱に強く（耐熱性）、他の成分との反応性に乏しい（安定性）ことが望ましい。また、樹脂成形体は、人体に対して安全な物質からなることが望ましい。鉄粉は、これらの要求を必ずしも満たす訳ではない。

硫酸バリウムは密度が大きく、且つ、バリウムの原子番号が比較的大きいことからＸ線を良く吸収する。つまり、樹脂が硫酸バリウムを含んでいると、この樹脂成形体はＸ線をあまり透過しない。それ故、この樹脂成形体は、Ｘ線検査機により検出するのが容易である。

また、硫酸バリウムは、非常に安定した物質であり、熱にも強い。硫酸バリウムは、体内に混入した場合にも、胃液又は腸液などの酸に溶解しない。それ故、硫酸バリウムは、耐薬品性に優れており且つ人体に対して安全な物質である。

従って、樹脂と硫酸バリウムとからなる樹脂成形体は、食品分野のみならず、医療分野等の他の分野においても、樹脂成形体のＸ線による検出の需要がある分野で好適に使用することが可能である。

実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、食品搬送用のトレイ、医療用器具、化粧品の容器、半導体用トレイなどの用途で使用され得る。食品の一例として、先に言及した豆腐、寒天及びプリンなどを挙げることができる。

また、成形前の樹脂に硫酸バリウムを混練する場合、押出機（エクストルーダー）等を使用する必要がある。硫酸バリウムを充填した樹脂は、金属粉末などを充填した樹脂と比較して、押出機等の機器内部を摩耗させにくい。それ故、硫酸バリウムは、設備保全の観点からも優れているという利点がある。

樹脂が硫酸バリウムを含んでいることは、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy dispersive X-ray spectrometry）により確かめることが可能である。

樹脂の種類は、硫酸バリウムを分散させた場合に成形が可能なものであれば特に限定されない。樹脂は、耐薬品性及び耐熱性に優れ、人体に対して安全な樹脂であることが望ましい。樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つである。樹脂は、成形性等を考慮して、熱可塑性樹脂であることが好ましい。

樹脂は、ポリサルフォン樹脂を含むことが好ましい。樹脂は、例えば、樹脂の重量に対して、５０重量％～１００重量％のポリサルフォン樹脂を含む。樹脂は、ポリサルフォン樹脂からなることがより好ましい。ポリサルフォン樹脂は、耐薬品性、耐熱性及び安定性に優れている。

樹脂は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例として、可塑剤及び酸化防止剤を挙げることができる。

以上の通り、ポリサルフォン樹脂及び硫酸バリウムは、何れも耐薬品性及び耐熱性に優れている。加えて、硫酸バリウムはＸ線検査機により検出するのが容易である。それ故、樹脂成形体は、ポリサルフォン樹脂と硫酸バリウムとからなることが好ましい。

ポリサルフォン樹脂と硫酸バリウムとからなる樹脂成形体は、ポリサルフォン樹脂のみからなる樹脂成形体と比較して、機械的強度（例えば靱性）が高い。

機械的強度に優れる樹脂成形体は、経時による劣化が生じにくく、それ故割れにくい。即ち、ポリサルフォン樹脂と硫酸バリウムとからなる樹脂成形体によると、この樹脂成形体をＸ線で検出するのが容易であることに加えて、樹脂成形体の破片が食品等へ混入する頻度を下げることができる。

樹脂成形体が含む樹脂の種類に応じて、含有させる硫酸バリウムの適正量は変化する。この適正量は、主に、樹脂組成物の成形性（成形の容易さ）を考慮して決定する。つまり、樹脂成形体の重量に占める硫酸バリウムの重量の割合は、使用する樹脂の種類に応じて適宜変更することができる。但し、硫酸バリウムの含有量が過度に少ないと、照射されたＸ線の多くは、検査対象の樹脂成形体を透過してしまい、Ｘ線検査での樹脂成形体の検出が困難になる可能性がある。それ故、樹脂成形体の重量に占める硫酸バリウムの重量の割合は３重量％以上であることが望ましい。

一例として、樹脂がポリサルフォン樹脂からなる場合を説明する。この場合、樹脂成形体の重量に占める硫酸バリウムの重量の割合は、例えば８重量％～１５重量％の範囲内にあり、好ましくは９重量％～１１重量％の範囲内にある。硫酸バリウムの量が過度に多いと、樹脂組成物を成形して樹脂成形体を得るのが困難となる可能性がある。より好ましくは、樹脂成形体の重量に占める硫酸バリウムの重量の割合は１０重量％である。この場合、樹脂成形体をＸ線で検出するのが容易である。また、この場合、樹脂組成物の成形性は、樹脂が硫酸バリウムを含まない場合とそれほど変わらないため、容易に成形をすることができる。

実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、硫酸バリウムを含んだ樹脂組成物を射出成形することにより製造することができる。樹脂と硫酸バリウムとを含んだ樹脂組成物は、上述したように、例えば、樹脂と硫酸バリウムとを押出機等の混練機で混練することにより得ることができる。

ポリサルフォン樹脂に硫酸バリウムを混合すると、混合しない場合と比較して、樹脂の流動性が低下する。それ故、射出成形に関する条件を変更しないまま硫酸バリウムを混合すると、例えば、ショートモールドが発生したりフローマークが現れたりする可能性がある。そこで、例えば、射出成形時の射出圧力、射出速度及び／又は樹脂温度を高めること、硫酸バリウムの配合量を低下させること、並びに、金型のゲート部を拡大することなどの条件変更を行うことにより、樹脂流動性の低下に対処することができる。これらの条件変更により、ショートモールドの発生及びフローマークの出現を抑制することができる。

樹脂に混合する硫酸バリウムの量を多くするほど、混合物の樹脂流動性が低下して成形性が悪化する傾向にある。それ故、樹脂流動性を高める観点からは、硫酸バリウムの含有量は少ない方が好ましい。但し、硫酸バリウムの含有量が過度に少ないとＸ線による樹脂片の検知が困難となるため、使用するＸ線検査機の検知能、及び、樹脂流動性の双方を考慮して硫酸バリウムの含有量を決定することが望ましい。

Ｘ線による樹脂成形体の検査は、一般的に行われている方法を採用することができる。Ｘ線検査の際には、検査対象に適した、アルゴリズム、Ｘ線出力及び異物判定条件を設定する必要がある。Ｘ線検査機としては、例えば、株式会社イシダ社製のＩＸ－ＧＥ－２４６２を使用することができる。

Ｘ線による樹脂成形体の検査は、製造ライン中に組み込まれたＸ線検査機によって自動的に行われることが望ましい。

例えば、まず、ＣＣＤ（charge-coupled device）カメラを用いて検査対象の食品の透過画像を取得する。次に、適切な閾値を設定して、この画像を２値化処理することで、異物が含まれている検査対象を自動で検知することができる。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面は、実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の物品と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。

図１は、実施形態に係る樹脂成形体の一例を概略的に示す斜視図である。

図１に示す樹脂成形体１は、底面が正方形の有底角筒形状である。即ち、樹脂成形体１において、底面に対向した上面は開口している。樹脂成形体１の底面又は壁面の厚みは、例えば、２．０ｍｍ～２．５ｍｍの範囲内にある。

他の例によれば、樹脂成形体１の底面及び壁面の厚みは、それぞれ１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある。底面の厚みと壁面の厚みとは、互いに異なっていても良い。樹脂成形体１の開口端の縁部の厚みは、例えば１．３ｍｍである。樹脂成形体１の底面の角部の厚みは、例えば３．３ｍｍである。樹脂成形体１が直方体である場合、長辺側の側壁の厚みと短辺側の側壁の厚みとは、互いに異なっていてもよい。

実施形態に係る樹脂成形体は、硫酸バリウムを含んでいるため、１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にあるような比較的厚みの小さい樹脂片もＸ線検査機により検知することができる。樹脂及び硫酸バリウムの合計重量に対する硫酸バリウムの重量の割合が８重量％～１５重量％の範囲内にある場合、厚みが１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある樹脂片についてもＸ線検査機による検知が容易である。

樹脂成形体の形状は、樹脂が成形されている限り特に限定されない。例えば、樹脂成形体は、底面が矩形又は正方形の有底角筒形状であってもよく、有底円筒形状であってもよく、筒形状でなくてもよい。樹脂成形体が筒形状でない場合、樹脂成形体は、例えば、板状であってもよく、棒状であってもよい。

［実施例］
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。

＜樹脂成形体の作製＞
（実施例）
ポリサルフォン樹脂製ペレット（ソルベイアドバンストポリマーズ（株）社製）と、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）粉末（堺化学工業（株）社製）とを用意した。ポリサルフォン樹脂と硫酸バリウムとの合計重量に対する硫酸バリウムの重量の割合が１０重量％となるように、ポリサルフォン樹脂及び硫酸バリウムを押出機に投入して混練した。混練後の混合物を射出成形することで、底面が矩形の有底角筒形状である樹脂成形体を作製した。

（比較例）
硫酸バリウムを混合しなかったことを除いて、実施例に記載したのと同様の方法により樹脂成形体を作製した。

＜Ｘ線検査＞
まず、実施例及び比較例で作製した樹脂成形体を、それぞれが長さ約１５ｍｍ、幅約１５ｍｍ、厚さ約１.５ｍｍの破片となるように切断した。

次に、実施例に係る樹脂成形体の破片及び比較例に係る樹脂成形体の破片が混入するように豆腐（サンプル）を製造した。これら破片は、豆腐中で隣り合うように配置した。なお、豆腐は、厚さが約０.５ｍｍのポリプロピレン製の容器に入っていた。また、容器を含めた豆腐サンプルの寸法は、長さが約１４０ｍｍ、幅が約１４０ｍｍ、高さが約４０ｍｍであった。

Ｘ線検査機として、株式会社イシダ社製のＩＸ－ＧＥ－２４６２を使用し、先に製造した豆腐サンプルを検査した。Ｘ線検査は、管電圧５０ｋＶ、管電流１．０ｍＡ及びベルトスピード２０ｍ／ｍｉｎの条件で行った。

図２は、上記豆腐サンプルのＸ線透過画像である。図２に示す透過画像において、豆腐サンプルの像１０は、実施例に係る樹脂成形体の破片の像１１と、比較例に係る樹脂成形体の破片の像１２とを含んでいる。実施例に係る樹脂成形体の破片は、Ｘ線の透過量が少なかったため、はっきりと暗い像として表示された。一方、比較例に係る樹脂成形体の破片は、Ｘ線の透過量が多かったため、その像の色は淡く、確認するのが難しかった。

図３は、図２に示す透過画像を２値化した画像である。図３に示すように、実施例に係る樹脂成形体の破片の像１１内に、複数のドット状に検出された部分１３が存在していた。一方、比較例に係る樹脂成形体の破片の像１２内には、２値化によって検出された部分が存在しなかった。

このように、樹脂と硫酸バリウムとを含む樹脂成形体は、硫酸バリウムを含んでいない樹脂成形体と比較して、Ｘ線検査機による検出が容易であった。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
［１］樹脂と、硫酸バリウムとを含む樹脂成形体。
［２］前記樹脂は、ポリサルフォン樹脂である［１］に記載の樹脂成形体。
［３］前記樹脂及び前記硫酸バリウムの合計重量に対する前記硫酸バリウムの重量の割合は、８重量％～１５重量％の範囲内にある［１］又は［２］に記載の樹脂成形体。
［４］矩形又は正方形の底面と、前記底面から延びる壁面とを有する有底角筒形状であり、
前記底面及び前記壁面の厚みは、それぞれ１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある［１］～［３］の何れか１項に記載の樹脂成形体。

１…樹脂成形体、１０…豆腐サンプルの像、１１…実施例に係る樹脂成形体の破片の像、１２…比較例に係る樹脂成形体の破片の像、１３…ドット状に検出された部分。

Claims

ポリサルフォン樹脂と、硫酸バリウムとを含み、
前記ポリサルフォン樹脂及び前記硫酸バリウムの合計重量に対する前記硫酸バリウムの重量の割合が８重量％～１５重量％の範囲内にあり、
厚みが１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある、食品製造ライン用樹脂成形体。
矩形又は正方形の底面と、前記底面から延びる壁面とを有する有底角筒形状であり、
前記底面及び前記壁面の厚みは、それぞれ１ｍｍ～４ｍｍの範囲内にある請求項１に記載の食品製造ライン用樹脂成形体。