JP7269687B1

JP7269687B1 - 包装体の密封不良検査方法およびそれに用いる検査装置

Info

Publication number: JP7269687B1
Application number: JP2022169765A
Authority: JP
Inventors: 伸幸松原; 愛彦戸口
Original assignee: 株式会社ティーエス
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2042-10-24
Also published as: JP2024062028A

Abstract

【課題】形状の定まらない包装体の密封不良を、乾式で精度よく検出できる、包装体の密封不良検査方法、検査装置を提供する。
【解決手段】
以下の工程からなる包装体の密封不良検査方法。
包装体１１をステーションＡに配設する工程と、
包装体１１をカバー容器Ａで覆う工程と、
カバー容器Ａ内に検知用ガス１４を注入する工程と、
吸着パッド１５を包装体１１に吸着して引き上げる工程と、
包装体１１をステーションＢに配設する工程と、
包装体をカバー容器Ｂで覆う工程と、
押さえパッドで包装体の表面を押圧する工程と、
カバー容器Ｂ内のガスを検知センサーに送出する工程と、
検知センサーが検知用ガスを検知する工程。
【選択図】図５

Description

本発明は、プラスチックフィルムやアルミ箔など薄手の包装材によって密封した包装体の密封不良を検査する方法及びその検査装置に関する。

プラスチックフィルムやアルミ箔など薄手の可撓性の包装材は、食品などを密封する袋材として広く利用されており、袋材の溶融や接着剤の塗布などの手段によって封止されている。
これにより安定的に密封された包装体を提供できる。
しかし一方で、消費者の開封の容易性を考慮して、封止が不完全になる場合もある。
そのため、封止漏れという欠陥が生ずるおそれもあった。
このような封止欠陥は、包装材の皺によるもの、不適切な溶融温度によるもの、封止部の異物による汚染によるもの、接着剤の不足によるもの、封止剤の厚みの不均一によるものなどがある。
また、包装材に薄手の可撓性の材料を使用するため、それを使用する包装体にピンホールが存在する場合もあり、これも包装体の密封不良になっていた。
このような包装体の密封不良は、包装体の内容物の保存に影響を与えることもあり、
工業的生産過程において大きな課題であった。
例えば、包装体を水中に沈めて気泡が発生するかどうかなどの手段が行われていた。

また、包装体の密封不良を検査するための手段として下記の提案もされている。
特許文献１（米国特許第４，７４７，２９９号）には、封止部の周りの圧力を変えることにより、圧力の変化に応答して膨脹した容器の壁面の位置の変化が感知される方法が記載されている。
特許文献２（米国特許第４，２０５，５５１号）には、針を備えた装置の針を包装体中に挿入し、圧力を加え、針に設けたセンサーにより圧力の減少を測定するものが開示されている。
特許文献３（米国特許第４，７１５，２１５号）には、包装体を収容する真空容器を設け、減圧し、包装体を膨らませ、時間の経過にともなって、包装体の寸法が減少したとき漏れを認識するという装置が開示されている。

上記従来技術は信頼性の点で特に問題はないが、インライン方式の測定には余りにも遅すぎ工業的生産過程においての利用は課題が多い。
また、水中に沈める検査法では、検体（包装体）の水の拭き取りなどの手間がかかっていた。
さらに、プラスチックフィルムやアルミ箔などの可撓性の包装材によって密封した包装体などの、形状の定まらない包装体に対応させるには、検査方法やその装置に種々の工夫が必要であった。
本発明は、上記のような形状の定まらない包装体の密封不良を、乾式で精度よく検出できる、包装体の密封不良検査方法およびそれに用いる検査装置を提供すること目的とするものである。

（１）本発明の包装体の密封不良検査方法は、
包装体１１をステーションＡに配設する工程と、
包装体１１をカバー容器Ａで覆う工程と、
カバー容器Ａ内に検知用ガス１４を注入する工程と、
吸着パッド１５を包装体１１に吸着して引き上げる工程と、
包装体１１をステーションＢに配設する工程と、
包装体をカバー容器Ｂで覆う工程と、
押さえパッドで包装体の表面を押圧する工程と、
カバー容器Ｂ内のガスを検知センサーに送出する工程と、
検知センサーが検知用ガスを検知する工程と、が備えられていることを特徴とする。
（２）本発明の包装体の密封不良検査装置は、
請求項１の包装体の密封不良検査方法を実施するための装置であって、
ステーションＡにおいて、
包装体を載置する検査テーブルと、
包装体を覆うためのカバー容器Ａと、
前記カバー容器Ａを上昇又は下降させるためのアクチュエータと、
包装体の表面を吸着して引き上げるための吸着パッドと、
前記吸着パッド１５を上昇又は下降させるためのアクチュエータと、が備えられており、
ステーションＢにおいて、
包装体の表面を押圧する押さえパッドと、
検知用ガスを検出するための検知センサーと、
カバー容器Ｂの上下動のためのアクチュエータと、
が備えられていることを特徴とする包装体の密封不良検査装置。

本発明の包装体の密封不良検査方法は、包装体に密封不良があれば、検体を押圧した後、解除した時点で検体内に検知用ガスが導入され、この検体を柔らかな押さえパッドで押圧することによって、この検体に導入された検知用ガスが押し出され、検知センサーで検知される。
検体に密封不良がなければ、検体内に検知用ガスは導入されず、押さえパッドで押圧しても検体から何らガスは排出されないので、包装体の密封不良を簡易に精度良く検査できる。

包装体（検体）が検査テーブル上に配設された状態を示す説明図である。検体をカバー容器Ａで覆われた状態を示す説明図である。カバー容器Ａ内に検知用ガスを注入するとともに、吸着パッドを検体に吸着して引き上げる状態を示す説明図である。は、ステーションＡとは別のカバー容器２３を備えた位置（ステーションＢ）に検体を配設した状態を示す説明図である。カバー容器Ｂ内のガスを検知センサーに導いて検知用ガスを検出する状態を示す説明図である。押さえパッド及びカバー容器Ｂを上昇させて検体を取り出す状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
本発明において、ステーションとは、包装体（以下、検体ということもある）を検査するための場所をいい、ステーションＡとステーションＢとが用意されている。
図１は、ステーションＡにおいて、検体１１である包装体が検査テーブル１２上に配設された状態を示す説明図である。
まず、ステーションＡには、検体１１である包装体を載置する検査テーブル１２、検体１１を覆うためのカバー容器１３（カバー容器Ａとする）、カバー容器１３を上昇又は下降させるためのアクチュエータ１８、検体１１の表面を吸着して引き上げるための吸着パッド１５、吸着パッド１５を上昇又は下降させるためのアクチュエータ１７、が備えられている。
なお、本発明における一連の工程は、図示しないコントローラ（制御装置）によって実行される。

＜検体＞
検体１１を包装する材料としては、薄手の可撓性のあるガスバリア性ポリマーフィルム（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなど）が挙げられる。
これらは食品などを密封する袋材として広く利用されている。
食品などの収納後に、検体の口部は材料を溶融するなどの手段により封止される。

＜検査テーブル＞
検体１１を載置する検査テーブル１２としては、平面状で無孔の基台などが挙げられる。
検査テーブル１２はベルトコンベア１６上に設置され、ベルトコンベア１６はモーターにより駆動されるようになっている。

＜カバー容器＞
カバー容器１３は、検体１１を覆う容器であるが、本発明では、底部が開放状態の矩形状の箱型容器などが挙げられる。
カバー容器１３は、アクチュエータ１８の作用により上下動させることができるようになっている。
なお、検体１１をカバー容器１３で覆った後において、検査テーブル１２との間を気密状態にする必要性はない。

＜吸着パッド＞
吸着パッドとは、一般に、真空にすることでワークを吸着するための部材をいい、吸着パッド１５と検体１１との間に存在する圧力よりも周囲の圧力が高い場合に大気圧によって検体１１を吸着することができる。
検体１１の表面を吸着するための吸着パッド１５としては、クッション性に優れている部材が望ましく、材質は、ニトリル、シリコン、ウレタン、ふっ素などが挙げられ、検体１１の種類によって適宜選択することができる。

＜アクチュエータ＞
アクチュエータ１７、１８としては、水圧、油圧、空気圧、電気などを駆動源として伸縮駆動する部材をいい、本発明では、その端部に連結した吸着パッド１５やカバー容器１３を上昇又は下降させるための動力手段である。

図２は、検体１１をカバー容器１３で覆った状態を示す説明図である。
図２において、検体１１は、コンベヤ１６によりカバー容器１３の下方位置に配設される。
ステーションＡに設置された位置検知器が検体１１を認識した信号をコントローラへ送る。
コントローラは、コンベヤ１６を停止させ、アクチュエータ１７を作動させカバー容器１３を下降させて、検体１１を覆う。

図３は、カバー容器１３内に検知用ガス１４を注入するとともに、
吸着パッド１５を検体１１に吸着して引き上げる状態を示す説明図である。
図３に示すように、
カバー容器１３内に検知用ガス１４を注入する。
検知用ガス１４としては、５％水素+９５％窒素混合ガスが挙げられる。
次に、アクチュエータ１８を作動しカバー容器１３内の吸着パッド１５を下降させて、検体１１の表面に吸着して引き上げる。
このとき、包装体の内部が減圧状態にされるので、検体１１に穴がある場合は、カバー容器１３内に注入した検知用ガス１４が検体１１内に導入される。
なお、上記工程において、検体１１を吸着した吸着パッド１５をどの程度まで引き上げるかは、包装材の種類や強度、厚みなどによって適宜決定する。
吸着パッド１５を必要以上に引き上げると、包装材が破れたり、一旦封鎖した口の部分（例えばシールした部分）が再び開口するおそれがあるので注意が必要である。

図４は、ステーションＡとは別のカバー容器２３（カバー容器Ｂとする）を備えた位置（ステーションＢ）に検体を配設した状態を示す説明図である。
図４に示すように、検体１１は、コンベヤ１６によりステーションＢに備えられたカバー容器２３の下方位置に配設される。
ステーションＢに設置された位置検知器が検体１１を認識した信号をコントローラへ送る。
コントローラは、コンベヤ１６を停止させ、アクチュエータ２７を作動させカバー容器２３を下降させて、検体１１を覆う。

図５は、ステーションＢにおいて、カバー容器２３内のガスを検知センサー２６に導いて検知用ガス１４を検出する状態を示す説明図である。

＜押さえパッド＞
図５に示すように、コントローラは、アクチュエータ２８を作動させカバー容器２３内に配設された押さえパッド２５を検体１１上に下降させて押圧する。
検体１１の包装体にピンホールや封止不良など欠陥があるものは、ステーションＡにおいて検知用ガスが導入されているので、押さえパッド２５によって検体１１が押圧されると、包装体内部に導入された検知用ガス１４が該欠陥部分からカバー容器２３内へ押し出される。
この押さえパッド２５の表面は、検体１１の形状に応じて変形が可能なように、柔軟な素材で形成されていることが好ましい。
例えば、袋に空気や液体を充填した押圧体などが挙げられる。
なお、押さえパッド２５で検体１１を押圧する時間は、検体の種類、大きさなどによって適宜決定される。

＜検知センサー＞
図５に示すように、カバー容器２３には、検体１１から押し出された検知用ガス１４を検知センサー２６に送出するパイプ口部が設けられており、検知センサー２６によって検知用ガス１４を感知できるようになっている。
押さえパッド２５で検体１１を押圧するとカバー容器２３内のガスが圧縮されて、その一部が検知センサー２６に送出される。
送出されたガス中に検知用ガス１４が混入されている場合は、検知センサー２６で検知用ガス１４が検出され、その検体には欠陥があると判定される。
なお、検知用ガス１４としては、５％水素－９５％窒素混合ガスを用いることが好ましい。
検知センサーとしては、低濃度の水素を検知可能であり、測定環境に存在する他のガスの影響を受けず、水素以外のガスに反応しないセンサーを用いことが好ましい。
市販されているセンサーとしては、インフィコン株式会社製造のＳＥＮＴＲＡＣ（型番５９０－９００）が挙げられる。
なお、検知センサー２６において検知用ガス１４が検知された場合、その検知信号をコントローラに送り、その検体をマーキングすることによって判別を容易にすることもできる。

図６は、押さえパッド２５及びカバー容器２３を上昇させて検体を取り出す状態を示す説明図である。
図６に示すように、コントローラは、アクチュエータ２７を作動させ、カバー容器２３を上昇させて検体１の押圧を解除するとともに検体を覆っているカバー容器２３を上昇させる。
ついでコンベヤを再び走行させ、検体１１を配設する。
これにより、検体の密封不良の検査工程が終了する。

＜実施例＞
図１に示すように、カバー容器１３、２３として、それぞれ１０リットルの容積の容器を準備した。
ポリプロピレンを素材として袋状に加工した可撓性の包装体を実施例の検体として用いた。
カバー容器１３には、検知用ガスとして５％水素－９５％窒素混合ガス（インフィコン株式会社製）を導入した。
実施例の検体には、カバー容器１３内に配設する前に、０．５ｍｍ径の孔を開けておき、本発明の工程にしたがって検知テストを行った。
図５に示すように、押さえパッドで検体を押圧したところ、０．５秒後に、検知センサーが反応した。
他の部位に孔を開けた検体についても同様のテストをおこなったところ、いずれも応答時間が１秒以内に同様の結果が得られた。

１１…検体（包装体）
１２…検査テーブル
１３、２３…カバー容器
１４…検知用ガス
１５…吸着パッド
１６…コンベア
１７、１８、２７、２８…アクチュエータ
２５…押さえパッド

Claims

以下の工程が備えられている包装体の密封不良検査方法。
包装体をステーションＡに配設する工程と、
包装体をカバー容器Ａで覆う工程と、
カバー容器Ａ内に検知用ガスを注入する工程と、
吸着パッドを包装体に吸着して引き上げる工程と、
包装体をステーションＢに配設する工程と、
包装体をカバー容器Ｂで覆う工程と、
押さえパッドで包装体の表面を押圧する工程と、
カバー容器Ｂ内のガスを検知センサーに送出する工程と、
検知センサーが検知用ガスを検知する工程。
請求項１の包装体の密封不良検査方法を実施するための装置であって、
ステーションＡにおいて、
包装体を載置する検査テーブルと、
包装体を覆うためのカバー容器Ａと、
前記カバー容器Ａを上昇又は下降させるためのアクチュエータと、
包装体の表面を吸着して引き上げるための吸着パッドと、
前記吸着パッド１５を上昇又は下降させるためのアクチュエータと、が備えられており、
ステーションＢにおいて、
包装体の表面を押圧する押さえパッドと、
検知用ガスを検出するための検知センサーと、
カバー容器Ｂの上下動のためのアクチュエータと、
が備えられていることを特徴とする包装体の密封不良検査装置。