JP2004340723A - 袋状物または中空体の洩れ検出装置及び洩れ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンドームなどの袋状物または中空体を検出対象とし、簡易な装置構成ながら微細なピンホールに対しても高精度で検出可能な洩れ検出装置及び洩れ検出方法を提供する。
【解決手段】開口側に導入孔１を設けたコンドーム２を収容するアクリル製チャンバ３と、気体導入孔１を介して挿通したプローブ管４によりヘリウムを導入するためのプローブガス導入バルブ６と、ドライポンプ７に連なり、チャンバ３内部の気体を排気する排気バルブ８と、排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウムリークディテクタ９とにより洩れ検出装置を構成し、バルブ６を閉弁したままバルブ８を開弁した状態で、所定の第１バックグラウンド量に対する、ディテクタ９のヘリウム検出量の大小を判別する第１工程と、バルブ６及び８を共に開弁した状態で、所定の第２バックグラウンド量に対する、ディテクタ９のヘリウム検出量の大小を判別する第２工程とにより洩れ検出を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にゴム製の袋状物または中空体の洩れ検出装置及びこの装置で行い得る洩れ検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンドームなどのゴム製品の信頼性を確認する方法として、旧来は放電法によるものが一般的であった。これは、絶縁性材料で製造されたコンドームに足して放電法によりピンホールを検知するものである。
【０００３】
ところが、近年になると、製品材料にポリウレタン等のような導電性物質が用いられるようになり、旧来の放電法によるものでは、所期の検出精度が期待できない。このため、これに替る信頼性確認法が要望されている。
【０００４】
この要望を満たすものとして、従来、圧縮空気やヘリウム等の標識気体をコンドーム内部に封入した状態で、その形状の保持具合や標識気体のリークの有無を検出することにより、ピンホール検出を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、多孔質中空心棒に被覆させたコンドーム内外差圧の圧力変化率からピンホール検出を行うものが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、これらのものでは、コンドームの開口部分が密封されないため、コンドーム表面が膨張したときに初めて穿通するような微小ピンホールの検出には適さない。
【０００５】
そこで、例えば特許文献３に示すように、密閉したライナー内に保持体に被覆させたコンドームを挿入し、コンドーム内外に生じさせた差圧により、コンドームを膨張させて微細孔に対応できるようにしたものがある。
【０００６】
しかしながら、このものでは、コンドームと保持体との接触により新たな微細ピンホールが生じる可能性があり、測定サンプルに対する測定の信頼性を損なうおそれがあるうえ、コンドームの膨張率に応じて密閉ライナーの設計を行うなど装置構成の複雑化を伴う不具合がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２７６５４号公報（第５頁、図３）
【特許文献２】
特開平８−８６７１５号公報（第６―７頁、図６）
【特許文献３】
特開平８−２３３６８１号公報（第１２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、例えばコンドームなどの袋状物または中空体を検出対象とし、簡易な装置構成ながら微細なピンホールに対しても高精度で検出可能な洩れ検出装置及び洩れ検出方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、開口を有する袋状物を収容するチャンバと、このチャンバ内に収容された袋状物の開口からその内部にヘリウムを導入するヘリウム導入手段と、チャンバ内の気体を排気する排気手段と、この排気手段により排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウム検出手段と、このヘリウム導入手段と袋状物との気密を保持する気密保持手段とにより洩れ検出装置を構成するものである。
【００１０】
また、気体導入孔を有する中空体を収容するチャンバと、このチャンバ内に収容された中空体の気体導入孔からその内部にヘリウムを導入するヘリウム導入手段と、チャンバ内の気体を排気する排気手段と、この排気手段により排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウム検出手段と、このヘリウム導入手段と中空体との気密を保持する気密保持手段とによるものを洩れ検出装置の構成としても良い。
【００１１】
これらによれば、気密保持手段により袋状物または中空体の内部を気密に保った状態で、排気手段によりチャンバ内を排気することにより、袋状物または中空体内外に差圧を生じさせることができる。そして、排気手段の強弱を調整することで、その差圧を容易に所望の範囲内に収めることができる。即ち、袋状物または中空体がゴム製である場合、差圧による膨張収縮を管理することが容易になる。さらに、ヘリウム導入手段で内部に導入したヘリウムをトレーサとしてヘリウム検出手段により検出を行うことで、膨張の程度に応じてそれらの表面に発現するピンホールの有無も判別できる。
【００１２】
この装置は、排気手段による排気作動で袋状物または中空体の内外に容易に差圧を生じさせることができるので、それらの側壁の大部分を支持体などへ接触させることがなく、側定時の新たなピンホール発生のおそれが少ない。このため、信頼性の高い測定を行うことができる。
【００１３】
さらに、これらの装置を用いるとき、ヘリウム導入手段を停止したまま排気手段を作動させた状態で、所定の第１バックグラウンド量に対する、検出手段のヘリウム検出量の大小を判別する第１工程と、この第１工程後に排気手段とヘリウム導入手段とを共に作動させた状態で、所定の第２バックグラウンド量に対する、検出手段のヘリウム検出量の大小を判別する第２工程とによるものを洩れ検出方法とする。
【００１４】
これによれば、第１工程で比較的大きなピンホールの有無を判別し、第２工程で、表面膨張時にのみ出現する、より微細なピンホールの有無を判別することができ、簡便かつ高精度の洩れ検出を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の洩れ検出装置の概要断面図である。この洩れ検出装置は、開口側に導入孔１を設けたコンドーム２を収容するアクリル製チャンバ３と、気体導入孔１を介して挿通したプローブ管４によりその内部にヘリウム供給装置５のヘリウムを導入するためのプローブガス導入バルブ６と、ドライポンプ７に連なり、チャンバ３内部の気体を排気する排気バルブ８と、これにより排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウムリークディテクタ９と、コンドーム２内部からプローブガス導入バルブ５までの気密を保持するベースプレート１０とにより構成される。
【００１６】
また、アクリルチャンバ３の外壁には、パージガス用の窒素ガス供給装置１１とパージガス導入バルブ１２とに連なるパージガス導入孔１３や、内部の真空状態をモニタするための真空計１４が設けられている。さらに、ディテクタ９のテストポート（図示せず）にはオリフィス１５を介在させて流量制限を行うようにしている。
【００１７】
本装置を用いて洩れ検出を行うに際しては、コンドーム２の比較的大きなピンホールの有無を判別する第１工程と、より微細なピンホールの有無を判別する第２工程とに分けることにより、精度の高いピンホール検出が可能となる。即ち、第１工程においては、所定の第１バックグラウンド量に対するヘリウム検出量の大小を判別し、この第１工程後に、所定の第２バックグラウンド量に対するヘリウム検出量の大小を判別する。
【００１８】
なお、第１及び第２バックグラウンド量は、本測定前に既知の合格品コンドームを用いて把握しておく必要がある。このための簡易装置を図２に示す。即ち、既知合格コンドーム２の開口部分をビニールテープなどによりプラスチック容器２０にシールした状態で、容器２０の底面の穴２１からプローブガスを封入する。封入後、穴２１をビニールテープ２２などで密栓した状態にしたものを、図１の装置と同じアクリルチャンバ３の内部に収容し、図外の排気バルブ８に連なる排気孔２３より排気を行う。このときのプローブガスをエア及びヘリウムとすることでバックグラウンド量を簡易に把握することができる。
【００１９】
下記［表１］は、合格品及び不良品のコンドームを用い、５Ｌ／ｍｉｎ．の排気量のピストンポンプで１０秒間排気を行ったときの種々条件におけるバックグラウンド量の測定結果である。なお、ヘリウム検出手段として、株式会社アルバック製ＨＥＬＩＯＴ３０１を用いている。
【００２０】
【表１】

【００２１】
空チャンバ条件での測定結果は、合格品（エア封入）及び不良品（エア封入）条件のものとほぼ同じであることから、コンドーム材質自体からの放出ガスは皆無であると判断できる。
【００２２】
また、［表１］のバックグラウンド量中、合格品（ヘリウム封入）及び不良品（ヘリウム封入）のものを、大気バックグランド（大気中のヘリウム濃度５ｐｐｍに相当）で規格化したものを図３に示す。
【００２３】
図３より、合格品においても検出されるヘリウム量は大気バックグラウンドに対して時間経過とともに漸増する傾向にある。これは、トレーサのヘリウム分子が小さくコンドーム膜中から次第に洩れるためと推測される。本発明では、［表１］中の大気バックグラウンド条件のものを第１バックグラウンド量、合格品（ヘリウム封入）条件のものを第２バックグラウンド量として扱い、本測定前に把握しておく。
【００２４】
本測定に際しては、図１の装置において、バルブ６を閉じた状態で、バルブ８及び１２を徐々に開放する。このとき、内部のコンドーム２の内外では大気圧状態の内側と減圧される外側とで差圧が増大し、これに応じて膨張していくが、膨張が急激に進行しないように真空計１４でのモニタによりバルブ１２の開度を制御する必要がある。真空計１４でのモニタ圧力８００ｈＰａがその一例となる。
【００２５】
その際、図４に示すように、リークディテクタ９での検出結果が第１バックグラウンド量より明らかに大きい水準で推移する場合は、コンドーム表面に比較的大きな孔が存在し、内側の大気中に５ｐｐｍ程度存在するヘリウムがこの孔を通過して検出されていると判断する。即ち、このようなコンドームを第１工程での不良品として判定する。第１工程において、合格品とされたコンドームは第１バックグラウンド量と同等以下で推移するものである。
【００２６】
次に、このような第１工程合格品に対して、さらに第２工程を行う。即ち、図１の装置において、バルブ６を徐々に開放して、コンドーム内側にヘリウムガスを導入する。第１工程合格品であっても、分子サイズの小さいヘリウム分子と同等程度の微細なピンホールが存在することがある。このような微細ピンホールは、上記のようにコンドームを膨張させたときに初めて検出できるものである。そこで、本発明においては、第２バックグラウンド量を用い、リークディテクタ９での検出結果が、これよりも明らかに高い水準で推移する場合に、コンドーム表面に微細ピンホールが存在し、内側に導入したヘリウムがこの微細ピンホールを通過して検出されていると判断する。即ち、このようなコンドームが第２工程での不良品として判定される。第２工程において、合格品とされたコンドームは当然ながら第２バックグラウンド量と同等以下で推移するものである。
【００２７】
なお、本実施の形態では、図１の装置を洩れ検出装置として用いたが、バックグラウンド量測定に用いた図２の簡易装置を用いても良く、この場合、装置構成がより簡易になる。
【００２８】
また、本発明では、洩れ検出を行う対象物にコンドームを用いたが、本発明はそれに限定されることなく、減圧条件下でも形状を保持できる袋状体や中空体であれば適用可能であり、このような検出対象物として手術用ゴム手袋やクリーンルーム用グローブなどを挙げることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、検出対象の袋状体や中空体の外側を真空排気により減圧させることにより、これらの内外に差圧を生じさせて洩れ検出を行うため、検出対象物に対して新たなピンホールを招く機械的接触を回避でき、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００３０】
また、第２工程として、検出対象物を膨張させた状態での洩れ検出を行うため、通常形状では検出困難な微細ピンホールに対しても検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中空体の洩れ検出装置の概要断面図
【図２】袋状物の洩れ検出装置の要部断面図
【図３】大気バックグランド条件に対する合格品（ヘリウム封入）及び不良品（ヘリウム封入）測定の経時変化を示すグラフ図
【図４】第１及び第２工程における不良品並びに第１及び第２のバックグラウンド量を示すグラフ図
【符号の説明】
１ 気体導入孔
２ コンドーム（中空体または袋状物）
３ チャンバ
４ プローブ管
５ ヘリウム供給装置（ヘリウム導入手段）
６ プローブガス導入バルブ（ヘリウム導入手段）
７ ドライポンプ（排気手段）
８ 排気バルブ（排気手段）
９ ヘリウムリークディテクタ
１０ ベースプレート
２０ プラスチック容器
２１ 穴
２２ ビニールテープ（気密保持手段）
２３ 排気孔（排気手段）

Claims (3)

1. 開口を有する袋状物を収容するチャンバと、該チャンバ内に収容された袋状物内部に前記開口よりヘリウムを導入するヘリウム導入手段と、前記チャンバ内の気体を排気する排気手段と、該排気手段により排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウム検出手段と、前記ヘリウム導入手段と前記袋状物との気密を保持する気密保持手段とを備えることを特徴とする袋状物の洩れ検出装置。
2. 気体導入孔を有する中空体を収容するチャンバと、該チャンバ内に収容された中空体内部に前記気体導入孔よりヘリウムを導入するヘリウム導入手段と、前記チャンバ内の気体を排気する排気手段と、該排気手段により排気された気体中のヘリウム量を検出するヘリウム検出手段と、前記ヘリウム導入手段と前記中空体との気密を保持する気密保持手段とを備えることを特徴とする中空体の洩れ検出装置。
3. 請求項１または２に記載の洩れ検出装置を用いる洩れ検出方法において、前記ヘリウム導入手段を停止したまま前記排気手段を作動させた状態で、所定の第１バックグラウンド量に対する、前記検出手段のヘリウム検出量の大小を判別する第１工程と、該第１工程後に前記排気手段と前記ヘリウム導入手段とを共に作動させた状態で、所定の第２バックグラウンド量に対する、前記検出手段のヘリウム検出量の大小を判別する第２工程とを行うことを特徴とする洩れ検出方法。

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