JPWO2018225567A1

JPWO2018225567A1 - 成形品、食品製造装置用部品及び食品製造用高分子製品

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Publication number: JPWO2018225567A1
Application number: JP2019523466A
Authority: JP
Inventors: 幸弘柳川; 進吾吉富
Original assignee: ARESS TECHNOLOGY CO., LTD.; ARAM CORP
Current assignee: ARESS TECHNOLOGY CO., LTD.; ARAM CORP
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2020-04-02
Also published as: WO2018225567A1; CN110709475A; US20200087482A1

Abstract

成形品の砕片を金属探知機及びＸ線検査装置により容易に検知することができる。成形品の高分子材料に、金属探知機等で検知可能な磁性体粉末と、Ｘ線検査装置により検知可能なタングステン粉末が分散されている。【選択図】図３

Description

本発明は、成形品、食品製造装置用部品及び食品製造用高分子製品に関する。

特許文献１には、ゴムまたは合成樹脂に、顔料および強磁性ステンレス粉が分散して混入されたゴムまたは合成樹脂製成形品が開示されている。

特開２０１４−２３７７８６号公報

食品の製造や加工を行なう製造ラインにおいては、搬送用ベルト、パッキン、調理器具、手袋等のさまざまな高分子（ゴム、合成樹脂等）製の製品が用いられているが、劣化等により製品の砕片が食品内へ混入する可能性がある。特許文献１に記載の発明は、砕片に含まれる強磁性ステンレス粉を磁石や金属探知機により検知しているが、磁石や金属探知機では全ての破片を検知しきれないおそれがある。

近年では、食品への異物混入を確実に防止するため、Ｘ線検査装置を用いて異物を検知しているが、強磁性ステンレス粉はＸ線検査装置により検知することができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形品の砕片を金属探知機及びＸ線検査装置により容易に検知することができる成形品、食品製造装置用部品及び食品製造用高分子製品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る成形品は、例えば、高分子材料を成形してなる成形品であって、前記高分子材料に磁性体粉末及びタングステン粉末が分散されたことを特徴とする。

本発明に係る成形品によれば、金属探知機等で検知可能な磁性体粉末と、Ｘ線検査装置により検知可能なタングステン粉末とが高分子材料に分散されている。これにより、成形品の砕片を、金属探知機及びＸ線検査装置によって容易に検知することができる。

ここで、前記高分子材料に、バリウム粉末がさらに分散されてもよい。つまり、高分子材料に、比重が重いタングステン粉末と、比重が軽いバリウム粉末とを混ぜて、高分子材料に分散させる。これにより、二次凝集の発生を減らし、高分子材料中にタングステン粉末及びバリウム粉末を均等に分散させやすくすることができる。

ここで、前記タングステン粉末が、前記バリウム粉末より多く含まれてもよい。これにより、Ｘ線の遮蔽効果を高くする、すなわちＸ線検査装置による検知を容易にすることができる。

ここで、前記高分子材料がゴムであり、前記磁性体粉末の割合が略２８質量％以下であってもよい。これにより、強磁性ステンレス粉末を含みつつもゴムとしての機能（例えば、伸縮性、弾力性、衝撃吸収能性）を保つことができる。

上記課題を解決するために、本発明に係る食品製造装置用部品は、例えば、少なくとも一部分が、請求項１から４のいずれか一項に記載の成形品で構成されたことを特徴とする。上記課題を解決するために、本発明に係る食品製造用高分子製品は、例えば、板状部材、Ｏリング、パッキン、調理器具、手袋、又は結束バンドである食品製造用高分子製品において、少なくとも一部分が、請求項１から４のいずれか一項に記載の成形品で構成されたことを特徴とする。これにより、食品の製造、加工過程において食品に混入した砕片を、金属探知機及びＸ線検査装置により容易に検知することができる。

本発明によれば、成形品の砕片を金属探知機及びＸ線検査装置により容易に検知することができる。

本発明の成形品を適用した板状部材が用いられるコンベア装置１の一例を示す図である。ベルト１１の断面を模式的に示す図である。本発明の成形品を適用した食品製造装置用部品であるＯリング２の一例を模式的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。本発明の成形品を適用した食品製造用高分子製品であるヘラ３の一例を模式的に示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。サンプル１〜５のそれぞれについて、成形品から得られたテストピースにＸ線を照射した結果を示すグラフである。シリコンゴムにタングステン粉末のみを混ぜた場合において、タングステン粉末の含有量を変化させて、成形品から得られたテストピースにＸ線を照射した結果を示すグラフである。

以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の成形品は、高分子材料を成形してなる成形品であって、高分子材料に磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末（本実施の形態では、タングステン粉末やバリウム粉末）が分散されたものである。

この成形品は、食品製造装置用部品や食品製造用高分子製品に適用可能である。食品製造装置用部品や食品製造用高分子製品は、特に限定されるものではないが、例えば、板状部材、Ｏリング、パッキン、調理器具、手袋、又は結束バンドである。

図１は、本発明の成形品を適用した板状部材が用いられるコンベア装置１の一例を示す図である。コンベア装置１は、食品や医薬品等の小物を搬送する用途として使用される食品製造装置であり、板状部材は、コンベア装置１の部品であるベルト１１に用いられる。

コンベア装置１は、主として、図示しないコンベヤフレームの先端側及び後端側にそれぞれ設けられるヘッドプーリ１２、テールプーリ１３と、ヘッドプーリ１２とテールプーリ１３との間に張設されるベルト１１と、図示しない駆動源により回転駆動されるドライブプーリ１４と、を有する。ドライブプーリ１４が回転駆動されると、ベルト１１が、ヘッドプーリ１２とテールプーリ１３との間を周回駆動する。

図２は、ベルト１１の断面を模式的に示す図である。図２では、ベルト１１を長手方向と略直交する方向に沿って切断している。また、図２では、説明のため拡大表示している。ベルト１１は、本発明の成形品を用いた板状部材１５の間に、金属の線材を織って形成された金網１６が挟まれている。なお、板状部材１５の間に挟まれるのは金網１６に限定されない。

なお、本発明の成形品を適用した板状部材は、ベルト１１のみでなく、例えば食品製造機械近傍に設けられる間仕切り等にも用いることができる。

図３は、本発明の成形品を適用した食品製造装置用部品であるＯリング２の一例を模式的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。Ｏリング２は、全体が本発明の成形品のみで構成される。

図４は、本発明の成形品を適用した食品製造用高分子製品であるヘラ３の一例を模式的に示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。ヘラ３の持ち手３ａは、金属製の芯材３１を本発明の成形品を用いた成形部３２が覆うように構成される。ただし、芯材３１は、金属に限らず、高強度樹脂（例えば、高強度ナイロン）を用いてもよい。なお、ヘラ３は調理器具の一例であり、スクレイパー、刷毛等も調理器具に含まれる。

このように、食品製造装置用部品及び食品製造用高分子製品は、全体が本発明の成形品で構成されてもよいし、少なくとも一部分が本発明の成形品で構成されてもよい。

なお、本発明の成形品は、食品加工プラントで使用される部品、道具、衣類等にも適用することができる。食品加工プラントとは、食品を扱う工場全般を意味し、食品を加工・調理するだけでなく、食品を選別したり、包装したりするだけの工場をも包含する。また、本発明において、食品にはサプリメント、ビタミン剤等が含まれる。また、本発明の成形品は、医薬品製造装置用部品及び医薬品製造用高分子製品にも適用することができる。

図２、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に模式的に示すように、本発明の成形品は、高分子材料Ａに磁性体粉末Ｂ、Ｘ線遮蔽粉末Ｃが均等に分散される。以下、成形品について詳細に説明する。

高分子材料の例としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、弾性を有する材料（ゴム）等があげられる。これらの高分子材料は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アラミド樹脂、エラストマーが挙げられる。熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ樹脂が挙げられる。ゴムの例としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＮＲ（天然ゴム）が挙げられる。ただし、連続成形が可能であるため、ウレタンゴム及びシリコンゴムを用いることが望ましい。

次に磁性体粉末について説明する。成形品等の破片が食品に混入した際に、金属探知機及びＸ線検査装置で破片を検出可能とするため、磁性体粉末を高分子材料に混ぜる。

磁性体粉末の例としては、強磁性ステンレス粉末、四酸化三鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）、Ｆｅ８Ｃｒが挙げられる。強磁性ステンレス粉末とは、着磁力を有するステンレスの粉末、一般的にはマルテンサイト系又はフェライト系ステンレスの粉末である。本実施の形態では、フェライト系のステンレスであるＳＵＳ４１０Ｌを用いる。

強磁性ステンレス粉末の割合は、成形品の強度等を確保しつつ、金属探知機やＸ線検査装置で検出可能な割合であれば特に限定されない。例えば、高分子材料にゴムを用いる場合、強磁性ステンレス粉末を含みつつもゴムとしての機能（例えば、伸縮性、弾力性、衝撃吸収能性）を保つためには、強磁性ステンレス粉末の割合が略２８質量％以下であることが望ましい。

高分子材料中に強磁性ステンレス粉末を均一に分散させるため、強磁性ステンレス粉末は、略球形状とし、その粒径を０．５〜２５μｍとすることが望ましい。

次にＸ線遮蔽粉末（タングステン粉末及びバリウム粉末）について説明する。成形品等の破片が食品に混入した際に、Ｘ線検査装置で破片を検出可能とするために、Ｘ線遮蔽粉末を高分子材料に混ぜる。

Ｘ線遮蔽粉末の割合は、略１０％質量以下とすることが望ましい。例えば、略５質量％のタングステン粉末と、略５質量％のバリウム粉末とを混合してＸ線遮蔽粉末としてもよい。ただし、Ｘ線遮蔽粉末において、タングステン粉末がバリウム粉末より多く含まれることが望ましく（後に詳述）、Ｘ線遮蔽粉末の９割程度がタングステン粉末であってもよい。略９質量％のタングステン粉末と、略１質量％のバリウム粉末とを混合してＸ線遮蔽粉末とするのが最適である。

高分子材料中に強磁性ステンレス粉末を均一に分散させるため、Ｘ線遮蔽粉末の粒子径を０．１〜１０μｍとすることが望ましい。特に、Ｘ線遮蔽粉末の粒子径を略４．０μｍとすることで、高分子材料の中にＸ線遮蔽粉末を均等に分散させることができる。

なお、本発明の成形品、食品製造装置用部品及び食品製造用高分子製品は、射出成形、紫外線硬化樹脂成形、熱硬化性樹脂成形等様々な方法で製造することができる。ただし、高分子材料の配向、磁性体粉末やＸ線遮蔽粉末の分散に有利な押出成形で製造することが望ましい。

以下に、Ｘ線遮蔽粉末の効果について具体的に説明する。なお、以下に示す材料、配合比、製造方法等は、これに限定されるものではない。

＜サンプル１＞
高分子材料としてシリコンゴムを用い、シリコンゴムにタングステン粉末及びバリウム粉末を混ぜて成形材料を生成した。言い換えれば、サンプル１では、Ｘ線遮蔽粉末としてタングステン粉末及びバリウム粉末を用いている。サンプル１における配合比は、シリコンゴムが略９５質量％であり、タングステン粉末が略１．５質量％であり、バリウム粉末が略３．５質量％である。

成形材料を押出機の加熱シリンダーの中で溶融、流動化させ、加熱シリンダー内の成形材料をスクリューで連続的に前進させ、スクリューの回転と内圧で口金を通って連続的に押し出す押出成形により成形品を製造した。

＜サンプル２＞
サンプル１との差異は、タングステン粉末及びバリウム粉末の配合比である。サンプル２における配合比は、シリコンゴムが略９５質量％であり、タングステン粉末が略２．５質量％であり、バリウム粉末が略２．５質量％である。

＜サンプル３＞
サンプル１との差異は、タングステン粉末及びバリウム粉末の配合比である。サンプル３における配合比は、シリコンゴムが略９５質量％であり、タングステン粉末が略３．５質量％であり、バリウム粉末が略１．５質量％である。

＜サンプル４＞
サンプル１との差異は、シリコンゴムに混ぜる粉末の種類及びその配合比である。サンプル４では、Ｘ線遮蔽粉末としてタングステン粉末のみを用いている（バリウム粉末は用いない）。

サンプル４では、シリコンゴムにタングステン粉末を混ぜて成形材料を生成した。サンプル４における配合比は、シリコンゴムが略９５質量％であり、タングステン粉末が略５質量％である。

＜サンプル５＞
サンプル１との差異は、シリコンゴムに混ぜる粉末の種類及びその配合比である。サンプル５では、Ｘ線遮蔽粉末としてバリウム粉末のみを用いている（タングステン粉末は用いない）。

サンプル５では、シリコンゴムにバリウム粉末のみを混ぜて成形材料を生成した。サンプル５における配合比は、シリコンゴムが略９５質量％であり、バリウム粉末が略５質量％である。

＜Ｘ線の遮蔽効果の評価＞
得られた成形品を略球形（ここでは、直径が略３ｍｍの球形）にしたテストピースを形成し、テストピースをＸ線検査装置内部のベルトに貼付し、テストピースにＸ線を照射した結果を測定した。

図５は、サンプル１〜５のそれぞれについて、成形品から得られたテストピースにＸ線を照射した結果を示すグラフである。図５においては、グラフの高さが高いほどＸ線遮蔽効果が高いことを示す。

シリコンゴムにタングステン粉末のみを混ぜたサンプル４が、最もＸ線の遮蔽効果が高く、シリコンゴムにバリウム粉末のみを混ぜたサンプル５が、最もＸ線の遮蔽効果が低かった。これにより、サンプル１〜４のように、少なくともタングステン粉末をＸ線遮蔽粉末として高分子材料に混ぜる必要があることが分かる。

シリコンゴムにタングステン粉末及びバリウム粉末を混ぜたサンプル１〜３については、タングステン粉末の含有割合が高くなる、すなわちタングステン粉末の量が多くなるにつれてＸ線の遮蔽効果が高くなった。

図６は、シリコンゴムにタングステン粉末のみを混ぜた場合において、タングステン粉末の含有量を変化させて、成形品から得られたテストピースにＸ線を照射した結果を示すグラフである。サンプル６における配合比は、シリコンゴムが略９７質量％であり、タングステン粉末が略３質量％であり、サンプル７における配合比は、シリコンゴムが略９８質量％であり、タングステン粉末が略２質量％である。この結果からも、タングステン粉末の量が多くなるにつれてＸ線の遮蔽効果が高くなることが分かる。

表１は、シリコンゴムにＸ線遮蔽粉末及び磁性体粉末を混ぜた場合において、成形品から得られたテストピースに対してＸ線検査装置及び金属探知機を用いて検知した結果を示す表である。Ｘ線遮蔽粉末としてタングステン粉末（ここでは、酸化タングステン（ＷＯ_３））及びバリウム粉末を使用し、磁性体粉末としてＦｅ８Ｃｒを使用した。得られた成形品を略球形にしたテストピースを形成し、テストピースをＸ線検査装置、金属探知機の内部のベルトに貼付して検知を行った。サンプル８〜１３は、それぞれＷＯ_３、バリウム及びＦｅ８Ｃｒの含有量が異なる。

表１に示す結果は一例であり、検知結果は測定条件によって異なるし、測定機器によっても異なるが、Ｘ線遮蔽粉末及び磁性体粉末の含有量が多いほどＸ線検査装置、金属探知機での検知がされやすいことが分かる。金属探知機やＸ線検査装置で成形品の破片を検知するためには、Ｘ線遮蔽粉末及び磁性体粉末の割合は略５質量％以上であることが望ましい。特に、Ｘ線遮蔽粉末の割合は略１０質量％であることが望ましく、磁性体粉末の割合は略２０質量％以上であることが望ましい。

既に説明したように、Ｘ線検査装置での検出し易さのみを考慮すれば、Ｘ線遮蔽粉末のうちのタングステン粉末の割合をできるだけ多くすることが望ましく、Ｘ線遮蔽粉末としてタングステン粉末のみを高分子材料に混ぜてもよい。ただし、タングステン粉末とバリウム粉末とを混ぜたＸ線遮蔽粉末とすることで、高分子材料の中にＸ線遮蔽粉末を均等に分散させることができる。

例えば、高分子材料にタングステン粉末のみを分散させる場合には、タングステン粉末どうしが結合する二次凝集が発生しやすく、高分子材料にタングステン粉末が均等に分散しない場合があり得る。それに対し、比重が重いタングステン粉末と、比重が軽いバリウム粉末とを混ぜることで、二次凝集の発生を減らし、高分子材料中にタングステン粉末及びバリウム粉末を均等に分散させやすくする。

本実施の形態によれば、成形品に磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末が分散されているため、成形品の破片が食品等に誤って混入しても、金属探知機及びＸ線検査装置により容易に検知することができる。金属探知機及びＸ線検査装置は、食品の検査に一般的に用いられるため、特別な検査工程を増やすことなく、成形品の破片を検出することができる。

特に、食品製造装置用部品であるコンベア装置１のベルト１１には、直接食品が載置されるため、食品へ破片が混入しやすい。また、食品製造用高分子製品である調理器具や手袋は、直接食品に触れる製品であるため、破片が食品に付着しやすい。したがって、これらの製品を磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末が高分子材料に分散された成形品を用いて構成することで、食品へ混入した破片を容易に検知することができる。

なお、本実施の形態では、磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末（タングステン粉末及びバリウム粉末）は略球形状であったが、磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末の形状は略球形状に限られない。磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末は、異方性が強いものであってもよく、例えば棒状粒子や、繊維状のものを含む。磁性体粉末及びＸ線遮蔽粉末が繊維状である場合には、その直径は略３００ｎｍ〜略５０μｍであることが望ましい。また、磁性体粉末が略球形状であり、Ｘ線遮蔽粉末が繊維状であってもよいし、磁性体粉末が繊維状であり、Ｘ線遮蔽粉末が略球形状であってもよい。略球形状の粉末に繊維状の粉末を混ぜることで、食品へ混入した破片がより検知されやすくなる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。

１：コンベア装置
２：Ｏリング
３：ヘラ
３ａ：持ち手
１１：ベルト
１２：ヘッドプーリ
１３：テールプーリ
１４：ドライブプーリ
１５：板状部材
１６：金網
３１：芯材
３２：成形部
Ａ：高分子材料
Ｂ：磁性体粉末
Ｃ：Ｘ線遮蔽粉末

Claims

高分子材料を成形してなる成形品であって、前記高分子材料に磁性体粉末及びタングステン粉末が分散されたことを特徴とする成形品。
前記高分子材料に、バリウム粉末がさらに分散されたことを特徴とする請求項１に記載の成形品。
前記タングステン粉末が、前記バリウム粉末より多く含まれることを特徴とする請求項２に記載の成形品。
前記高分子材料がゴムであり、
前記磁性体粉末の割合が略２８質量％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成形品。
少なくとも一部分が、請求項１から４のいずれか一項に記載の成形品で構成されたことを特徴とする食品製造装置用部品。
板状部材、Ｏリング、パッキン、調理器具、手袋、又は結束バンドである食品製造用高分子製品において、
少なくとも一部分が、請求項１から４のいずれか一項に記載の成形品で構成されたことを特徴とする食品製造用高分子製品。