JPH02309230A - 包装体内容物の非破壊検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、液体又はペースト状物品のような流動性を
有する物品を内容物とする包装体を破壊することなく、
内容物の異常を判定することを目的とした包装体内容物
の非破壊検査方法及び検査装置に関するものでＪ該包装
体を振盪させながら、包装体の外面から超軟Ｘ線を照射
して、透過したＸ線量を線量計で把握し、ヘッドスペー
スと内容物の混合状態に基づいて単位体積当りの密度変
化の有無及び大小を捕えることによって異常の有無また
は度合を判定するものである。

（従来の技術） 包装容器に充填された内容物の物性異常の有無、特に食
品等の内容物の変質の有無を知ることは製品の品質管理
上重要である。従来、この種の検査設備として缶詰の内
容物の変質の有無を調べる打検法などがあり、缶詰以外
では、容器を振動して内容物の液面のゆらぎから正常と
異常との差を目視、または画像解析により非破壊検査す
る方法がある。例えば、特開昭６３−１６７２４９号及
び特開昭６３−２７１１４６号は、被検査包装体を振盪
させた後、該包装体の外面から超軟Ｘ線を照射して映像
情報を得ることにより、その映像に於けるヘッドスペー
スの分散状態に基づいて内容物の変質の有無、または度
合を判定する方法及び装置が提案されている。然し乍ら
、前記のような方法及び装置が活用できない場合には、
適当数の包装体のサンプリングを実施し、開封後、物性
異常の有無を判定している。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来実施されている非破壊検査方法で、打検法は缶
詰にのみ活用可能である。また容器を振盪後、液面のゆ
らぎを観察する方法は容器が透明な場合にのみ活用でき
るが、一般に包装容器は不透明なものが多く、活用範囲
はきわめて狭い。

また、前記特開昭６３−１６７２４９号及び特開昭６３
−２７１１４６号による場合には、透過したＸ線より映
像信号を得る場合に、蛍光像では画面に残像が残るため
、検査を連続して行う場合、残像が消滅するまで待たな
ければならない。またネガフィルム像にした時には、現
像時間を必要とするなどの理由で、検査能力には限界が
あった。

前記各方法及び装置は、殆ど目視などの人的介在を必要
とする為に、能率及び精度の向上について制約が大きく
、かつその性質上全自動ラインへの介装の困難性が重大
な問題点となっていた。

（課題を解決する為の手段） この発明の包装体内容物の検査方法は、包装容器に流動
性を有する内容物が充填されている包装体を振盪させな
がら、該包装体の外面から超軟Ｘ線を照射して、透過し
たＸ線量を線量計にて把握し、ヘッドスペースと内容物
の混合状態に基づいて内容物の物性異常の有無、または
度合を判定することを特徴とするものである。超軟Ｘ線
照射によって得られた線量計による信号を、ヘッドスペ
ースと内容物の混合状態に基づいて、内容物の物性異常
の有無及び度合の判定に用いる技術は未だ知られていな
い。

前記における物性異常とは、濃度異常、粘度異常、組成
異常及び食品・医薬品等における細菌的不良等をいう。

即ち、この発明によれば、 流動性を有する物品を内容物とする正常な包装体を所定
の条件で振盪させて、前記物品と、包装体内の気体とを
混合させ、前記内容物の共振状態を保ちながら、前記包
装体の外面から超軟Ｘ線を照射して、透過Ｘ線量を計測
し、前記計測値と、被検査体を前記所定条件で振盪した
状態で超軟Ｘ線を照射して得た透過Ｘ線量の計測値とを
比較し、両計測値の相違から、前記内容物の異常の有無
、または度合を判定することを特徴とした包装体内容物
の非破壊検査方法である。また本発明は、流動性を有す
る物品を内容物とする正常な包装体を、前記包装体内の
気体を物品と混合させるための所定条件で振動を与えて
振盪させた直後、又は振動を停止させた直後、前記包装
体の外面より超軟Ｘ線を照射して得た透過Ｘ線量の計測
値と、被検査体である包装体を前記条件で振動を与えて
振盪させた直後、又は振動を停止した直後に超軟Ｘ線を
照射して得た透過Ｘ線量の計測直とを比較し、両社側１
直の相違から、前記内容物の異常の有無、または度合を
判定することを特徴とした包装体内容物の非破壊検査方
法である。前記は、内容物を液体、又はペースト状物品
とし、気体を空気又は窒素ガス等の不活性ガスとするも
のである。

また、この発明の装置は、包装体の振盪装置と、当該装
置上の包装体に対向する超軟Ｘ線照射及びこれに対向す
るＸ線検出機構を備え、Ｘ線検出機構の出力を、前記包
装体の振り分け装置と接続したことを特徴とする包装体
内容物の非破壊検査装置である。前記におけるＸ線検出
機構は、Ｘ線々量計で把握した線量の信号処理設備及び
異常の有無を判定記録するデータロガ−からなるもので
ある。

前記のように、この発明は従来行われていた検査法の技
術的問題点を悉く改善すると共に、全自動ラインへの介
装を可能にしたものである。

内容物と包装容器が最も共振する時の振動条件は、振動
工学的観点から、内容量、内容物の密度、内容物の粘度
、包装容器の物性を変数とする、ある種の数域で表わせ
る。従って、物理学上、これ等の値が一定であれば共振
する時の振動条件は一定となる。しかし、内容物の化学
的物性が異なると（例えば、同一粘度、同一密度の洗剤
液と食塩水）、発泡状態は全く異なる。従って、内容物
が食品の時、たん白質分解菌等による腐敗で粘度に変化
はなくても、たん白質の分解等で発泡状態は正常晶と異
なるため、この発明の検査法により、該腐敗品の検出は
可能である。

また、包装体のヘッドスペースが細かい気泡になるよう
振盪した時、この気泡は共振が始まると包装容器表面に
近い部分から内容物に混合され、内容物と包装体の共振
が最大となった時、中心部まで気泡が均一に混合され、
包装体中央部の密度は最も小さくなる。この状態から更
に包装への振動エネルギーを上昇させると包装容器と内
容物は共振しなくなり、中心部の泡の混合は少なくなる
。

検査装置に於て、包装体の振盪を行う時、包装体が変形
し、超軟Ｘ線を透過させる部分の厚味が変化すると誤っ
た判定を出すため、振盪装置では包装体の変形を防止で
きるよう、押え装置は包装体の強度に合わせて特殊加工
する。

包装材料としては、金属箔、金属箔とプラスチックまた
は（および）紙のラミネート物、単層または復層のプラ
スチック包装材料、金属蒸着フィルム、紙、紙とプラス
チックのラミネート物、布に樹脂被覆を施したものが上
げられる。また二次包装材料としては、前述の材料およ
びダンボール、クラフト紙が上げられる。

包装容器の形態は、ボトル、コンテナ、バッグインボッ
クス、平袋及び自立袋等の各種の袋、チューブ、カルト
ン、コンポジット缶、紙缶、アルミ缶等が上げられる。

包装容器に充填される内容物としては、食品、医薬品、
飼料、試薬などが上げられ、特に食品、医薬品が重要で
ある。内容物の形態は均一液状、分散液状、ペースト状
等、流動性を有するものであれば任意である。

この発明により包装容器に流動性を有する内容物が充填
されている包装体を検査するに当っては、超軟Ｘ線が照
射される包装体中央部の厚味を一定に保ちながら、包装
体を機械的手段または手動により振盪させると包装体内
でカオス的液面挙動が起きる。振動エネルギーを増加さ
せると包装体内のヘッドスペース（包装体内の内容物以
外の内容空間）は内容物の中に分散し、内容物と包装容
器間に共振現象が現われると、分散したヘッドスペース
は細かな気泡に変化し、最大共振点で内容物と均一に混
合されて包装体内を充満する。この状態、若しくは振盪
停止直後、包装体の外面から超軟Ｘ線を照射すると、包
装体中央部の密度は泡の混合で最も低くなり、透過する
Ｘ線量は最大となる。最大の共振が起きる振動条件およ
び振盪開始後共振が最大になるまでの時間、若しくは共
振状態を停止してから泡か消滅するまでの時間は、包装
形態、包装体の内容積および内容量が一定であれば、内
容物の物性の変化に呼応して変化する。

従って正常な物性を保有する包装体に於て、透過するＸ
線量が最大となる振動条件で物性異常品を振盪し、超軟
、Ｘ線を照射すると、包装体の中央部を透過するＸ線量
は、正常晶に比べ低下するため、異常の有無および度合
を容易に判定することができる。Ｘ線を検知する線量計
はＸ線量を電気信号（量）に変換可能な線量計（例えば
、シンチレーションカウンター）であれば良く、電気信
号は増幅可能な信号処理機器により、標準出力に対し差
別化される。

（作　　用） 物体を透過するＸ線強度は、物質の密度の増加により減
衰する。このＸ線強度の増減は、Ｘ線々量計で検出され
゛ることにより、包装された物品の内部状況を判断する
ことができる。Ｘ線々量計は、物品を透過したＸ線をス
リットで細い線束とし、そのＸ線を蛍光体が光に変換す
ることを利用したもので、光は光電子増倍管の光電面に
於て電子に変換され、電子増倍部によって電流増幅され
出力する。包装体内容物と泡の混合率が高い程、密度が
低下するため、透過するＸ線の線量は増加する。

（実施例１） 直径５５關、高さ１６５止、肉厚０．７ｍｍのポリエチ
レンボトルに加工乳２５０ｍ１を充填し密閉した。前記
加工乳としては、製造直後のもの（以下、非変質品とす
る）、製造後不特定の菌株を植菌し室温で４〜５日放置
したもの（以下、前期変質品とする）、製造後不特定の
菌株を植菌し室温で２週間放置したもの（以下、後期変
質品とする）を用いた。超軟Ｘ線照射装置はソフテック
ス株式会社製５Ｖ−１０ＯＡ　（最大出力１００ＫｖＰ
、　５ｍＡ）を用い、次の試験を行った。

上記の各種包装体を振盪機にかけ、非変質品を内容物と
する包装体が最も共振する振動条件で振盪しながら、出
力５５ＫＶＰ−３ｍＡの条件で超軟Ｘ線照射を行い、ボ
トルの中央部を透過するＸ線量をソフテックス株式会社
製Ｘ線々量計（Ｒ−１００５）を介して検出した。この
結果、線量計出力は非変質品の出力が平均２７０ｍＶあ
るのに対し、前記振盪条件で前期変質品、後期変質品で
は最も出力されたものでも１６０ｍＶと低かった。なお
、非変質品の粘度は２０℃で１．８４ＣＰに対し、変質
品の粘度は２０℃で１．５０〜２４７．５０ＣＰの範囲
にあり、非変質品と殆ど変らぬものもあったが、この発
明による検査法では識別可能であることが確認された。

また、これ等包装体を７μｍμｍルアルミラミネートフ
ィルム５μｍ厚アルミラミネートフィルム、２０μｍ厚
アルミラミネートフィルムおよびダブルフルートのダン
ボールにて二次包装した状態（アルミラミネートフィル
ム、ダンボールの両者使用の場合も含む）で試験を実施
しても同一の結果が得られた。

（実施例２） 底面が９５ｍｍＸ６３ｍｍ、高さ１７５ｍｍの紙容器に
滅菌された並牛乳１０００　ｍｌを無菌充填・密閉した
。本品を実施例１と同様の方法で非変質品、前期変質品
、後期変質品を試作し、ソフテ・ソクス株式会社製超軟
Ｘ線照射装置（ＳＶ１００Ａ型、最大出力１００ＫＶＰ
、　５ｍＡ）及びＸ線々量計（Ｒ−１００５型）を用い
、実施例１と同様の試験を行った。尚、紙容器の材質は
最外層から１５μｍ厚ポリエチレンフィルム／２６０μ
ｍ厚ディプレックス紙７２５μｍ厚ポリエチレンフィル
ム７７μｍ厚アルミホイル７４５μｍ厚ポリエチレンフ
ィルムの５層構造を有する複合材を用いた。

この結果、線量計出力は非変質品の場合３００ｍＶある
のに対し、前期変質品、後期変質品では最も出力された
もので１８０ｍＶと低く、差別化可能であった。なお、
非変質品の粘度は２０℃で１．６８ＣＰに対し、変質品
の粘度は１．４５〜２５５、　５０ＣＰの範囲にあり、
変質品の中に粘度では非変質品と殆ど変らないものもあ
ったが、本発明による検査法では識別可能であることが
確認された。また、本品をダブルフルートのダンボール
にて二次包装した状態で試験を実施しても同一の結果が
得られた。

（実施例３） アルミ缶に充填した離乳食（標準粘度は２０℃で２．５
ＣＰ）の製造開始時発生する濃度異常（うすもの）の製
品を、この発明の装置を用いて連続検出試験した。超軟
Ｘ線照射および検出条件は実施例１に準じ、振盪条件は
標準品の入った包装体が最も共振する条件とした。この
結果、粘度は２０℃で、１、　８ＣＰ以下の濃度の薄い
製品について誤動作なく選別できた。

（実施例４） 最外層から最内層に向けて１２μｍ厚ポリエステルフィ
ルム／９μｍ厚アルミニウム箔／１５μｍ厚の二軸延伸
ナイロンフィルムフッ０μｍ厚ポリエチレンフィルムの
４層構造を有する積層フィルムから作成した包装用袋（
パウチ）の内部に、２００ｍ１のポタージュスープを充
填し密閉した。

なお、ポタージュスープとしては製造直後のもの（以下
、非変質品という）製造後室温で４〜５日放置したもの
（以下、前期変質品という）、製造後２週間室温に放置
したちのく以下、後期変質品という）を実験に供し、実
施例１と同様の装置、方法を用いたが、超軟Ｘ線出力は
４０ＫＶＰ−３ｍＡとした。この結果、非変質品の出力
に比べ、前期変質品、後期変質品から得られた出力は低
く、出力差は最も小さいもので５０ｍＶ程度あり、選別
可能であった。

（実施例５） 内容積２ｍｌのプラスチックカップに１ｍｌのクリーム
を充填し、実施例１に準じて試験を行った。

但し、超軟Ｘ線の出力はＩＯＫＶＰ−２ｍＡとした。こ
の結果、非変質品より得られた出力に比べ、前期変質品
、後期変質品は出力は低く、出力差は最低２０ｍＶ程度
あり、選別可能であった。

（実施例６） 底面が７０ｍｍＸ４０ｍｍ、高さ１５０ｍｎ＋、肉厚０
．５＋ｎｍのポリエステルボトルに墨汁２５０ｍ１充填
し、直ちに密閉したものと、密閉後蓋を少し弛めて３０
℃恒温器に２０日間放置後、再び密閉したものを用いて
実施例１に準じて実験を行った。

但し、前者を正常品、後者を異常品とし、振盪条件は正
常品に於いて内容物と包装体が最も共振する条件とした
。超軟Ｘ線の出力は５０ＫＶＰ−３ｍＡとした。

この結果、正常品は振盪開始後２．２５秒で包装容器と
内容物間に共振状態が起き、線量計出力は約５０ｍＶ増
加したが、異常品は振盪開始後、２．２５秒では全く共
振現象は見られず、線量計出力は振盪前と同程度であっ
た。共振は１１．２０秒後に起きた。

水晶を実施例２で用いた検査装置を使い、前記の振盪条
件で超軟Ｘ線による検査は振盪開始後、５秒後にした結
果、正常品と異常品とは明らかに区別された。

（実施例７） 塩化ビニール製容器に入った２０ｃｃ人修正液の、品質
確認のために実施例６に準じて実験を行った。

この結果、正常品の共振する条件で、硬化した製品を振
盪しても、共振現象は見られず、線量計出力は振盪前と
同じであった。従って、この発明による検査法で不良品
の識別は可能であった。

（実施例８） 以下、この発明の実施装置を図面に基づいて説明する。

この発明の検査装置は、包装体１の振盪を行うための振
盪装置２と、主検査装置３とから構成されている。前記
主検査装置３は、振盪装置２と並行し、独立に配置され
る。振盪装置２を主検査装置３に組込むことは、振盪装
置２の振動が主検査装置３に伝わってゆれるために超軟
Ｘ線照射機構４による照射時の焦点がずれ、Ｘ線センサ
ー５により得られる信号にバラツキが現われる。従って
、主検査装置３に対し、振盪装置２からの振動を絶縁す
る必要がある。

前記振盪装置２は、コンベアー９、振動発生機構１０お
よびこれ等に付随する部材からなる。前記コンベアー９
は、その上に包装体１を設置して下流に向けて移動させ
るものである。前記振動発　・主機構１０はコンベアー
９の走行により移動する包装体１を振盪するためのもの
である。振動発生機構１０としては動電式発振機による
もの、電磁石の吸引力を利用するもの、振動モーターを
用いるもの、機械式発振機を用いるものなど、従来公知
の種々のタイプのものが使用できる。押え装置１１は、
コンベアー９上を移動中の包装体１の厚味を一定に保つ
ためのものであり、コンベアー９の上方（および両側面
）にこれと並行に設ける。

押え装置１１はコンベアー９に対し、進退可能の構造と
し、包装体］、に接触すると、その包装体１の移動に追
随して走行するようにすることが望ましく、振盪を円滑
にするために振動装置２と共振させることが望ましい。

前記主検査装置３は、超軟Ｘ線照射機構４、Ｘ線検出機
構５から構成され、超軟Ｘ線照射機構４は、包装体１に
超軟Ｘ線を照射するためのものである。また、Ｘ線検出
機構５には、Ｘ線センサー１４、信号処理機構６、デー
タロガ−７が組込まれている。超軟Ｘ線とは紫外線に近
い波長域のＸ線を言い、γｉに近い波長域の通常のＸ線
と区別するための呼称である。Ｘ線センサー１４は包装
体１を透過したＸ線を蛍光体にて光に変換し、これを光
電子増倍管、プリアンプにて電流として増幅、出力する
機構である。Ｘ線センサー１４から発生した信号は包装
体１固有の信号として、信号処理機構６にて異常の有無
および度合を判定し、データロガ−７に表示記録する。

また、この発明の装置においては、主検査装置３の終端
に異常品と判定された包装体１を、良品と判定された包
装体１とは別個に排出するための振り分け機ＩＩ！８を
設けることが望ましい。この振り分け機構８としては、
例えば、次の機構が採用される。

第５図に示したように主検査装置３の終端側に連結して
、第２コンベアー１３を設けると共に、この該第２コン
ベアー１３の一端側を上下動可能に構成して、異常品と
判定された包装体１が第２コンベアー１３に移動した時
、これの一端側を下方に回転させて異常品を排出する機
構である。

また、第６図に示したように、主検査装置３の終端側、
またはそれに連続して設けた第２コンベアー１３上にガ
イドレール１５を設け、このガイドレール１５の向きを
コントロールすることにより、異常品と判定された包装
体１の流れを、正常晶と判定された包装体１の流れとは
別の方向に導く機構である。図中１６は包装体挿入コン
ベアー、１７はＸ線遮蔽板である。

前記のようにして、一つ宛検査された包装体は振り分け
機構８により自動的に正常物品と異常物品に分けられる
。前記における超軟Ｘ線照射機構及びそのＸ線センサー
などは公知の装置を使用し、かつ包装体の発進・停止な
どは適宜行うことになる。

（発明の効果） この発明は、前記の方法及び装置によって、包装体を開
封することなく、内容物の変質の有無が正確に判定でき
るので、検査によるロスを生じるおそれがなく、その上
、物性異常の有無だけでなく、その程度も判定できると
共に、検査に対し目視の必要がないので、全数チェック
が可能であるなどの諸効果があり、産業上、特に食品、
医薬品工業の分野に於て有益である。

また、この発明の装置は、一貫生産ラインに介装し、他
の加工ラインと同一能率で検査できるので、高能率、高
精度で全自動化できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施装置の一部断面した正面図、第
２図は同じく一部断面した平面図、第３図はこの発明の
実施装置に於ける振盪装置の一例を示した要部の模式図
、第４図はこの発明の他の一例を示した異常品検出機構
部分のブロック図面、第５図は選別機構の実施例の一部
正面図、第６図は同じく一部平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流動性を有する物品を内容物とする正常な包装体を
   所定の条件で振盪させて、前記物品と、包装体内の気体
   とを混合させ、前記内容物の共振状態を保ちながら、前
   記包装体の外面から超軟Ｘ線を照射して、透過Ｘ線量を
   計測し、前記計測値と、被検査体を前記所定条件で振盪
   した状態で超軟Ｘ線を照射して得た透過Ｘ線量の計測値
   とを比較し、両計測値の相違から、前記内容物の異常の
   有無、または度合を判定することを特徴とした包装体内
   容物の非破壊検査方法 ２　流動性を有する物品を内容物とする正常な包装体を
   、前記包装体内の気体を物品と混合させるための所定条
   件で振動を与えて振盪させた直後、又は振動を停止させ
   た直後、前記包装体の外面より超軟Ｘ線を照射して得た
   透過Ｘ線量の計測値と、被検査体である包装体を前記条
   件で振動を与えて振盪させた直後、又は振動を停止した
   直後に超軟Ｘ線を照射して得た透過Ｘ線量の計測値とを
   比較し、両計測値の相違から、前記内容物の異常の有無
   、または度合を判定することを特徴とした包装体内容物
   の非破壊検査方法 ３　内容物を液体、又はペースト状物品とし、気体を空
   気又は窒素ガス等の不活性ガスとした請求項１又は２記
   載の包装体内容物の非破壊検査方法 ４　包装体の振盪装置と、当該装置上の包装体に対向す
   る超軟Ｘ線照射及びこれに対向するＸ線検出機構を備え
   、Ｘ線検出機構の出力を、前記包装体の振り分け装置と
   接続したことを特徴とする包装体内容物の非破壊検査装
   置 ５　Ｘ線検出機構は、Ｘ線々量計で把握した線量の信号
   処理設備及び異常の有無を判定記録するデータロガーか
   らなる請求項４記載の包装体内容物の非破壊検査装置 ６　振り分け装置は、異常品の押出装置又は通路変換装
   置とした請求項４記載の包装体内容物の非破壊検査装置