【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶詰のリーク試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭６４−４３５号公報
缶詰の内部の圧力（以下内圧という）が陽圧状態で缶詰内に密封される内容物としてビールや炭酸飲料などがある一方、コーヒー飲料などの内容物は缶詰の内圧が陰圧状態で缶詰内に密封されている。このような缶詰は、シール部分（例えば、一般には胴と上下の蓋のつなぎ目、胴のつなぎ目の三箇所）に所定のシールが施されている。
【０００３】
そして、ビールや炭酸飲料などの内容物を充填してある陽圧缶詰のリーク試験として、ＨｅガスまたはＡｒガス等の不活性ガスを封入した陽圧缶詰を密封チャンバー内に導入し、密封チャンバー内のガスをＨｅガスまたはＡｒガス等の不活性ガス検出器で検出することによって、陽圧缶詰の前記シール部分からの不活性ガスの微小リークを検出することが従来より行われている（前記特許文献１参照）。
【０００４】
一方、コーヒー飲料などの内容物を充填してある陰圧缶詰の前記シール部分からのガスの微小リークの有無を計測するためのリーク試験には、リークがある場合陰圧缶詰の内圧が変化するのを利用し、前記内圧を計測する方法が採用されている。
【０００５】
この計測方法は、打音法と呼ばれており、陰圧缶詰の蓋をハンマーで叩いたときの発生音が陰圧缶詰の内圧と相関があることを利用して周波数から内圧を計測する方法である。
【０００６】
すなわち、例えば８０℃に加熱された状態のコーヒーを充填巻締して（ホットパックして）冷却してなる前記陰圧缶詰は、大気圧に比べマイナス圧（例えば−０．２５±０．０５ｋｇ／ｃｍ２ ）の内圧を有している。そして、打音法では、この状態で５日間放置し、その後打音試験で例えば−０．２０ｋｇ／ｃｍ２ 以下であることを確認することで微小リークを計測している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では以下の欠点があった。
【０００８】
（１）例えばコーヒー充填時の温度と計測時の温度により陰圧缶詰の内圧が変わる点。
（２）打音試験の再現性が悪い点。すなわち、発生音を計測するときの周囲の外乱騒音により計測精度が低くなる点。
（３）ガスのリークが微小であることから、計測精度を上げるため内圧の変動が大きくなるよう陰圧缶詰を長時間放置しておく必要がある点。
【０００９】
この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、内容物が陰圧状態で密封されている缶詰の微小リークを高精度で短時間に検出できる缶詰のリーク試験方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、陰圧状態で内容物が充填されている缶詰のシール部分からガスがリークしてくるのを計測するにあたり、缶詰の周囲圧力を缶詰の内圧より減圧した状態でリークしてくるガスを計測することを特徴とする缶詰のリーク試験方法を提供する。
【００１１】
また、この発明は別の観点から、陰圧状態で内容物が充填されている缶詰のシール部分からガスがリークしてくるのを計測するにあたり、缶詰をリークチェック用チャンバー内に設置した状態で、かつ、このチャンバー内の圧力を缶詰の内圧より減圧した状態でリークしてくるガスを計測することを特徴とする缶詰のリーク試験方法を提供する。
【００１２】
また、この発明は更に別の観点から、陰圧状態で内容物が充填されている缶詰のシール部分からガスがリークしてくるのを計測するにあたり、加熱により缶詰の内圧を缶詰周囲の圧力よりも高くしながらリークしてくるガスを計測することを特徴とする缶詰のリーク試験方法を提供する。
【００１３】
そして、この発明において、缶詰の前記シール部分からリークしてくる前記ガスとしては、水蒸気、内容物の成分ガス、あるいは、内容物の充填時に充填されたＨｅガス等の不活性ガスを挙げることができる。
【００１４】
この発明においては、微小重量計〔ＱＣＭ（Ｑｕａｒｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）〕、半導体センサ、非分散型赤外線分析計のいずれかを用いることで缶詰のシール部分からリークしてくる前記ガスを検出するのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図を参照しながら説明するが、それによってこの発明は限定されるものではない。
【００１６】
図１は、微小重量計（ＱＣＭ）または半導体センサを陰圧缶詰のリーク想定位置であるシール部分（例えば、胴と上下の蓋のつなぎ目、胴のつなぎ目の三箇所）の近傍に複数個設置することにより、リーク想定箇所から離れた位置にセンサーを設置する場合に比して、より高い濃度で微小リークを検出するようにしたこの発明の第１の実施形態を示す。
【００１７】
図１において、１は、陰圧缶詰で、内容物として例えばコーヒーを充填してある。この陰圧缶詰１は、コーヒーが例えば８０℃に加熱された状態で充填巻締して（ホットパックして）冷却したもので、陰圧缶詰１は大気圧に比べ例えばマイナス圧（−０．２５±０．０５ｋｇ／ｃｍ２ ）の内圧を有している。陰圧缶詰１は、筒状の胴２と、胴２の上方開口を覆う平面視略楕円の上蓋３と、胴２の下方開口を覆う平面視略楕円下蓋４とよりなり、胴２と上蓋３のつなぎ目、胴２と下蓋４のつなぎ目、胴２のつなぎ目の三箇所に所定のシールが施されている。
【００１８】
５は、リークチェック用の減圧チャンバーで、リーク試験時には減圧チャンバー５内に一個の陰圧缶詰１が設置される。なお、図１では、減圧チャンバー５内に二つの陰圧缶詰１が設置されているように示されているが、便宜上、一個の陰圧缶詰１を側面側からみたもの（正面向かって左側）と、上面側からみたもの（正面向かって右側）を示しているだけである。
【００１９】
そして、一個の前記缶詰１を減圧チャンバー５内に設置し、減圧チャンバー５内の圧力Ｐ１ を前記缶詰１の内圧Ｐ２ （＞Ｐ１ ）より低く設定してある。この実施形態では、胴２と上蓋３のつなぎ目のシール部分の近傍に微小重量計（ＱＣＭ）７または半導体センサで構成されるリークガス検出手段を設けている。また、この実施形態では、リークガス（コーヒーの場合チェックされるガス成分は例えばＨＣや水蒸気である。）検出手段として、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７を用いている。微小重量計（ＱＣＭ）（微小重量センサー）７は、上蓋３の外周端３ａのまわりにアレイ状に設置されている。なお、微小重量計（ＱＣＭ）７とは、水晶の表面にガスが吸着することにより水晶の見かけの質量が増加し、発信周波数が変化することを利用して吸着ガスの微小重量を計測するためのものである。
【００２０】
複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７は、前記缶詰１の例えば上部のリーク箇所（巻締め部）に設置されている。すなわち、上蓋３の外周端３ａの直上に、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７を密集させたり、点在させたりして設置されている。つまり、外周端３ａの直上における領域Ｍには、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７が外周端３ａに沿う形で密集配置されている。領域Ｍ以外の外周端３ａの直上領域には、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７が点在配置されている。特に、領域Ｍに微小重量計（ＱＣＭ）７が密集配置されているのは、リークし易い場所を特定したいからである。また、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７で一つのセンサユニット７’が構成される。そして、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７によって、リークがあった場合のリーク箇所から導出する微小量のリーク成分であるＨＣや水蒸気が精度良く検出されうる。
【００２１】
図２は、陰圧状態で内容物が充填されている缶詰１のシール部分からガスがリークしてくるのを計測するにあたり、減圧チャンバー（リークチェック用チャンバー）５内に複数個の陰圧缶詰１を設置した状態で、かつ、このチャンバー５内の圧力Ｐ１ を前記缶詰１の内圧Ｐ２ より減圧した状態でリークしてくるガスを計測するようにしたこの発明の第２の実施形態を示す。図２において、図１に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００２２】
図２において、１０は、陰圧缶詰１の生産ライン（ライン速度は最大１５００缶／分）に設けられた入口側のゲートバルブで、減圧チャンバー（リークチェック用チャンバー）５の直上流側に位置する。１１は、出口側のゲートバルブで、減圧チャンバー５の直下流側に位置する。１２は、減圧チャンバー５に接続され、チャンバー５内を減圧するための減圧手段で、減圧シリンジ１３およびエアーシリンダー１４より主としてなる。
【００２３】
而して、複数個の前記缶詰１が一列状態でゲートバルブ１０を介して減圧チャンバー５内に設置される。そして、ゲートバルブ１０および１１は閉じたままでチャンバー５内が減圧される。前記各缶詰１には、複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７が上蓋３の外周端３ａの直上に、外周端３ａに沿う形で配置されている。つまり、減圧チャンバー５は、内部に、前記缶詰１の数量と同じ数のセンサユニット７’を有する。リーク試験は、減圧チャンバー５内の全ての缶詰１のリーク試験を同時に行うように構成されている。リーク試験終了後は、複数個の前記缶詰１はゲートバルブ１１を介して一列状態で減圧チャンバー５内から導出される。その後、新たに、複数個の前記缶詰１がゲートバルブ１０を介して減圧チャンバー５内に一列状態で設置される。このプロセスが繰り返される。
【００２４】
この場合、生産ラインにおいて、減圧チャンバー５内から導出されて複数個の前記缶詰１のうちリーク量の大きなものを不合格品として選別処理する工程を設けてもよい。また、減圧チャンバー５内から導出されて複数個の前記缶詰１のうちリーク量の小さな、あるいは、リークが検出されなかった合格品１は、その後例えばレトルト工程に付され１２０℃で高温殺菌される。
【００２５】
このように、上記各実施形態では、一つの前記缶詰１または複数個の前記缶詰１を減圧チャンバー５内に設置し、減圧チャンバー５の圧力Ｐ１ を前記缶詰１の内圧Ｐ２ （＞Ｐ１ ）より低くしておき、また、前記缶詰１の胴２と上蓋３のつなぎ目のシール部分の近傍に複数個の微小重量計（ＱＣＭ）７または半導体センサを前記シール部分に対応して隣接するように設置し、減圧チャンバー５内に、前記缶詰１の数量と同じ数のセンサユニット７’を設け、更に、複数個の前記缶詰１を減圧チャンバー５内に設置される場合には、減圧チャンバー５内の全ての前記缶詰１のリーク試験を同時に行えるように構成している。
【００２６】
なお、減圧チャンバー５内の圧力Ｐ１ を減圧する程リーク量が増えるので圧力Ｐ１ は低い程良い。
【００２７】
この場合は、缶詰の前記シール部分からコーヒーの成分の一つであるＨＣや水蒸気をトレーサーとして用いるため、特別なトレースガスを必要としない。
【００２８】
また、微小重量センサー７または半導体ガスセンサーをリーク想定箇所の近傍に設置するため、リーク想定箇所の周囲でリーク想定箇所から離れた位置に前記センサーを設置した場合に比べて、より高濃度のリークガスを検出でき、計測時間を短縮でき、また、高感度で計測することができる。
【００２９】
更に、微小重量センサー７または半導体ガスセンサーをアレイ状に設置するので、広い範囲でリーク箇所を検討することができる。すなわち、リークがあった場合、設置した微小重量センサー７または半導体ガスセンサーの中で濃度分布を得ることができる。これにより、リーク箇所の特定が可能となる。
【００３０】
また、この発明では、前記センサユニット７’（アレイ状に設置した微小重量センサー７または半導体ガスセンサー）を缶詰１の胴２と上蓋３のつなぎ目部分の近傍だけではなく、缶詰１の胴２と上蓋４のつなぎ目部分の近傍ならびに胴２のつなぎ目部分の三箇所に立体的に配置するのが好ましい。具体的には、試験する缶詰１より一回り大きい形状の缶を作成し、この大きい形状の缶の中に缶詰１を収納して缶詰１のリーク試験を行う。その結果、３ピース（缶詰１の胴２と上下の蓋３，４のつなぎ目、胴２のつなぎ目の三箇所のシール部分）を持つ前記缶詰１を一斉に試験することができる。
【００３１】
また、この発明では、水晶の表面に吸着材を塗布することにより、特定のガスを選択的に高感度で計測することが可能である。例えば、コーヒー缶詰１はＨＣや水蒸気に選択性のあるものが好ましい。
なお、上記各実施形態において、微小重量計（ＱＣＭ）７または半導体センサに代えて後述する非分散型赤外線分析計１６を用いてもよい。
【００３２】
図３は、陰圧缶詰１の生産ラインに設けたレトルト（高温殺菌）工程の加熱を利用して前記缶詰１の内圧Ｐ２ を缶詰周囲（レトルト雰囲気中）の大気圧Ｐ３ よりも高くしたこの発明の第３の実施形態を示す。図３において、図１、図２に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００３３】
図３において、１６は、前記缶詰１の例えば上部のリーク箇所（巻締め部）からリークしてくるコーヒーの成分ガス（ＨＣ）または水蒸気を検出する非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ）で、赤外線光源１７とセルと検出器１８とより主としてなり、この実施形態では単光路の光学系で構成されている。更に、この実施形態では、前記缶詰１の胴２と上蓋３のつなぎ目のシール部分の近傍のリーク箇所の特定を行うために、前記缶詰１の上部に非分散型赤外線分析計１６を設置している。なお、非分散型赤外線分析計１６の代わりに、複数個の上記微小重量センサー７または半導体ガスセンサーを用いても良い。
【００３４】
而して、レトルト（高温殺菌）工程では、前記缶詰１はコーヒー充填時以上の高温（例えば１２０〜１３０℃）に付されることにより、前記缶詰１の内圧Ｐ２ を大気圧Ｐ３ に比べてプラス圧にできる。すなわち、レトルト（高温殺菌）工程での高温加熱（例えば１２０〜１３０℃）により、コーヒーの水分が蒸発する。また、コーヒー充填時に封入された空気も膨張して内圧Ｐ２ が高くなる。
【００３５】
そして、内圧Ｐ２ が上昇することにより、大気に比べ大きな圧力差ΔＰ（＝Ｐ２ −Ｐ３ ）が生まれる。このため、前記缶詰１を常温で放置している場合に比べて６〜１０倍の圧力差ΔＰ（＝Ｐ２ −Ｐ３ ）となり、リーク速度もそれだけ速くなる。
【００３６】
よって、前記缶詰１の上部にリーク箇所がある場合、非分散型赤外線分析計１６で前記缶詰１のコーヒーからでる成分ガス（ＨＣ）またはコーヒーの水分が蒸発した水蒸気がリークしてくるのを計測でき、かつ、ＨＣ濃度または水蒸気濃度を求めることができる。ＨＣ濃度とリーク量は比例することから、リーク量が求まる。
【００３７】
このように、コーヒーの成分ガス（ＨＣ）または前記水蒸気のリークを加速させることにより計測時間を短縮できるとともに、コーヒーの成分ガス（ＨＣ）または前記水蒸気がリークしてくるのを高感度で計測することができる。
【００３８】
また、レトルト（高温殺菌）工程での加熱（例えば１２０〜１３０℃）を利用して計測しているので、このレトルト（高温殺菌）工程の直後に、わざわざコーヒーからでる成分ガス（ＨＣ）またはコーヒーの水分が蒸発した水蒸気がリークしてくるのを計測する加熱のためのヒータを設置する必要はなくなる。
【００３９】
図４は、陰圧缶詰１の生産ラインに設けたレトルト（高温殺菌）工程の加熱を利用して前記缶詰１の内圧Ｐ２ を缶詰周囲の圧力Ｐ３ よりも高くするとともに、非分散型赤外線分析計１６における光路長を上記第３の実施形態の場合よりも長くして、コーヒーからでる成分ガス（ＨＣ）またはコーヒーの水分が蒸発した水蒸気がリークしてくるのを、より高感度に計測するようにしたこの発明の第４の実施形態を示す。図４において、図１〜図３に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００４０】
図４において、非分散型赤外線分析計１６は、多重反射のためのミラー２０を複数個有している。この場合、前記缶詰１の上部のリーク箇所（巻締め部）を多角形の形になるよう複数個のミラー２０が設けられている。すなわち、上蓋３の外周端面３ｂに沿って複数個のミラー２０が設けられており、この実施形態では、光路を六角形にしてある。そのため、セル長（光路長）を長くできる。よって、より高濃度が分布しているリーク箇所を計測できることになり、コーヒーからでる成分ガス（ＨＣ）またはコーヒーの水分が蒸発した水蒸気がリークしてくるのを高感度で計測することができる。要するに、リーク箇所（巻締め箇所からのリーク）を中心に計測感度を上げることができる。
【００４１】
また、前記多角形を螺旋状にして、上蓋３の外周端面３ｂや胴２の上部側面に沿って複数回周回するように構成することにより、更にセル長（光路長）を長くでき、高感度化を図ることができる。
【００４２】
要するに、この実施形態では、セル長（光路長）が長くなるよう設置した多重反射のための複数個のミラー２０を有するオープンセルの非分散型赤外線分析計１６を、前記缶詰１の上部のリーク箇所（巻締め部）に設けたものである。
なお、非分散型赤外線分析計１６の代わりに、複数個の上記微小重量センサー７または半導体ガスセンサーを用いても良い。
【００４３】
図５は、前記陰圧缶詰１を密封容器３０に収容し、この状態で、密封容器３０の外周に設けたヒータ１５によって、前記缶詰１の内圧Ｐ２ を缶詰周囲の圧力Ｐ１ よりも高くし、内容物であるコーヒーからでる成分ガス（ＨＣ）や水蒸気を計測するように構成したこの発明の第５の実施形態を示す。図５において、図１〜図４に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００４４】
而して、図５（Ａ）に示すように、前記陰圧缶詰１をＨＣフリーの空気でパージし、図５（Ｂ）に示すように、パージした前記缶詰１を試験機Ｓ内に設置されている前記密封容器３０内に投入し、前記密封容器３０の蓋３１を締め、ヒータ１５で前記缶詰１を例えば高温加熱（例えば１２０〜１３０℃）に付す。この状態で数秒間待機し、前記缶詰１の例えば上部のリーク箇所（巻締め部）からリークしてくるコーヒーの成分ガス（ＨＣ）の濃度を非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ）で計測する。ＨＣ濃度とリーク量は比例することから、リーク量が求まる。続いて、図５（Ｃ）に示すように、蓋３１を開いて前記缶詰１を取り出す。
なお、水蒸気を計測する場合も水蒸気濃度とリーク量は比例することから、リーク量が求まる。また、非分散型赤外線分析計１６の代わりに、複数個の上記微小重量センサー７または半導体ガスセンサーを用いても良い。
【００４５】
図６は、陰圧缶詰１の例えば上部のリーク箇所（巻締め部）からガスがリークしてくるのを計測するにあたり、コーヒーの充填時にＨｅガス等の不活性ガスを充填した状態の陰圧缶詰１を加熱して陰圧缶詰１の内圧Ｐ２ を缶詰周囲の圧力Ｐ３ よりも高くし、この状態でリークしてくる不活性ガスを計測するようにしたこの発明の第６の実施形態を示す。図６において、図１〜図５に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。
【００４６】
図６において、４０は、Ｈｅガス等の不活性ガスを検出する検出器で、陰圧缶詰１の例えば上部のリーク箇所（巻締め部）から不活性ガスがリークしてくるのを計測するために、上蓋３におけるリーク箇所の近傍（例えば上蓋３の直上位置）に設置されている。この実施形態ではＨｅガスを封入している。
【００４７】
この実施形態では、前記缶詰１はコーヒー充填時以上の高温（例えば１２０〜１３０℃）に付されることにより、前記缶詰１の内圧Ｐ２ を大気圧Ｐ３ に比べてプラス圧にできる。すなわち、ヒータ１５での高温加熱（例えば１２０〜１３０℃）により、コーヒーの水分が蒸発する。また、コーヒー充填時に封入された空気も膨張して内圧Ｐ２ が高くなる。
【００４８】
そして、内圧Ｐ２ が上昇することにより、大気に比べ大きな圧力差ΔＰ（＝Ｐ２ −Ｐ３ ）が生まれる。このため、前記缶詰１を常温で放置している場合に比べて６〜１０倍の圧力差ΔＰ（＝Ｐ２ −Ｐ３ ）となり、リーク速度もそれだけ速くなる。
【００４９】
よって、前記缶詰１の上部にリーク箇所がある場合、Ｈｅガス検出器４０により前記缶詰１の上部リーク箇所からでるＨｅガスがリークしてくるのを計測でき、Ｈｅガスのリーク量を得ることができる。
【００５０】
なお、コーヒーの充填時にＨｅガスが充填された陰圧缶詰１を、図５に示したように、密封容器３０に収容し、この状態で、密封容器３０の外周に設けたヒータ１５によって、前記缶詰１の内圧Ｐ２ を缶詰周囲の圧力Ｐ１ よりも高くしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明では、内容物が陰圧状態で密封されている缶詰の微小リークを高精度で短時間に検出できる缶詰のリーク試験方法を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を説明するための図である。
【図２】この発明の第２の実施形態を説明するための構成説明図である。
【図３】この発明の第３の実施形態を説明するための図である。
【図４】この発明の第４の実施形態を説明するための構成説明図である。
【図５】（Ａ）は、この発明の第５の実施形態におけるリーク量計測前のパージ動作を示す構成説明図である。
（Ｂ）は、上記第５の実施形態におけるリーク量計測動作を示す構成説明図である。
（Ｃ）は、上記第５の実施形態においてリーク量計測後の陰圧缶詰取り出し動作を示す構成説明図である。
【図６】この発明の第６の実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１…缶詰、５…リークチェック用チャンバー、Ｐ１ …チャンバー内の圧力、Ｐ２ …缶詰の内圧。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a canned leak test method.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-435 The beer, carbonated beverages, and the like are sealed in the can when the internal pressure of the can (hereinafter referred to as internal pressure) is positive. The contents are sealed in the can with the internal pressure of the can being negative. In such canned products, a predetermined seal is applied to a seal portion (for example, generally at three joints between a trunk and upper and lower lids and a joint between the trunks).
[0003]
Then, as a leak test for positive pressure canned products filled with contents such as beer and carbonated beverages, a positive pressure canned product in which an inert gas such as He gas or Ar gas is sealed is introduced into the sealed chamber. Conventionally, a minute leak of the inert gas from the seal portion of the positive pressure can is detected by detecting the above gas with an inert gas detector such as He gas or Ar gas. Reference 1).
[0004]
On the other hand, in a leak test for measuring the presence or absence of a minute leak of gas from the sealed portion of a negative pressure canned product filled with contents such as coffee beverages, the internal pressure of the negative pressure can changes when there is a leak. A method for measuring the internal pressure is used.
[0005]
This measurement method is called the percussion method, and measures the internal pressure from the frequency using the fact that the sound generated when the negative pressure canned lid is struck with a hammer correlates with the internal pressure of the negative pressure canned food. It is.
[0006]
That is, for example, the negative pressure canned product obtained by filling and cooling (hot-packing) and cooling coffee in a state heated to 80 ° C. has a negative pressure (for example, −0.25 ± 0.05 kg) compared to the atmospheric pressure. / Cm 2 ). In the sounding method, the microleakage is measured by leaving it in this state for 5 days and then confirming that it is −0.20 kg / cm 2 or less by a sounding test.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, this method has the following drawbacks.
[0008]
(1) For example, the internal pressure of the negative pressure can changes depending on the temperature at the time of coffee filling and the temperature at the time of measurement.
(2) The reproducibility of the impact test is poor. That is, the measurement accuracy is lowered due to the ambient noise when measuring the generated sound.
(3) Since the gas leak is minute, it is necessary to leave the negative pressure can for a long time so as to increase the fluctuation of the internal pressure in order to increase the measurement accuracy.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and the object thereof is to provide a canned leak test method capable of detecting a minute leak of a canned product whose contents are sealed in a negative pressure state with high accuracy in a short time. It is to be.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention reduces the ambient pressure of the can from the internal pressure of the can when measuring the leakage of gas from the sealed portion of the can filled with the contents under negative pressure. The present invention provides a canned leak test method characterized by measuring a gas leaking in a state in which the leak occurs.
[0011]
In another aspect of the present invention, in measuring the leakage of gas from the sealed portion of the can filled with contents under negative pressure, the can is installed in a leak check chamber. And the can leak test method characterized by measuring the gas which leaks in the state which reduced the pressure in this chamber from the internal pressure of a can, and provides the can test.
[0012]
Further, according to another aspect of the present invention, the internal pressure of the can can be determined by heating from the pressure around the can in measuring the leakage of gas from the sealed portion of the can filled with the contents under negative pressure. The present invention provides a method for testing a leak of canned food, characterized by measuring the leaking gas while increasing the height.
[0013]
In the present invention, examples of the gas leaking from the sealing portion of the canned material include water vapor, component gas of the contents, or an inert gas such as He gas filled at the time of filling the contents. it can.
[0014]
In the present invention, it is preferable to detect the gas leaking from the seal portion of the can by using any one of a microgravimeter [QCM (Quarz Crystal Microbalance)], a semiconductor sensor, and a non-dispersive infrared analyzer. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereby.
[0016]
FIG. 1 shows that a plurality of microgravimeters (QCM) or semiconductor sensors are installed in the vicinity of a seal portion (for example, a joint between a barrel and upper and lower lids, and three joints between the barrels), which is a potential leak position for negative pressure canning. Thus, a first embodiment of the present invention in which a minute leak is detected at a higher concentration than in the case where a sensor is installed at a position distant from the assumed leak location will be described.
[0017]
In FIG. 1, 1 is a negative pressure can and filled with, for example, coffee as a content. The negative pressure canned product 1 is a product in which coffee is heated, for example, heated to 80 ° C. and cooled by filling (hot-packing), and the negative pressure canned product 1 has a negative pressure (−0. 25 ± 0.05 kg / cm 2 ) The negative pressure can 1 includes a cylindrical body 2, an upper cover 3 that is substantially oval in plan view that covers the upper opening of the body 2, and a lower cover 4 that is substantially oval in plan view that covers the lower opening of the body 2. Predetermined seals are applied to the joints of the upper lid 3, the joints of the trunk 2 and the lower lid 4, and the joints of the trunk 2.
[0018]
Reference numeral 5 denotes a decompression chamber for leak check, and one negative pressure can 1 is installed in the decompression chamber 5 during a leak test. In FIG. 1, two negative pressure cans 1 are shown installed in the decompression chamber 5. However, for convenience, one negative pressure can 1 is viewed from the side (left side when viewed from the front). And only a view from the upper surface side (right side when viewed from the front).
[0019]
And one said can 1 is installed in the decompression chamber 5, and the pressure P 1 in the decompression chamber 5 is set lower than the internal pressure P 2 (> P 1 ) of the can 1. In this embodiment, a leak gas detection means comprising a microgravimeter (QCM) 7 or a semiconductor sensor is provided in the vicinity of the seal portion at the joint between the body 2 and the upper lid 3. In this embodiment, a plurality of minute weight meters (QCM) 7 are used as leak gas (gas components to be checked in the case of coffee are HC and water vapor, for example). The micro weight meter (QCM) (micro weight sensor) 7 is installed in an array around the outer peripheral edge 3 a of the upper lid 3. The micro weight meter (QCM) 7 measures the micro weight of the adsorbed gas by utilizing the fact that the apparent mass of the crystal increases due to the gas adsorbing on the surface of the crystal and the transmission frequency changes. belongs to.
[0020]
A plurality of minute weight scales (QCM) 7 are installed at, for example, an upper leak location (winding portion) of the can 1. That is, a plurality of minute weight meters (QCMs) 7 are arranged in a densely or dotted manner immediately above the outer peripheral edge 3 a of the upper lid 3. That is, a plurality of minute weight meters (QCM) 7 are densely arranged along the outer peripheral end 3a in the region M immediately above the outer peripheral end 3a. In a region immediately above the outer peripheral edge 3a other than the region M, a plurality of minute weight meters (QCM) 7 are arranged in a dotted manner. In particular, the minute weight scales (QCM) 7 are densely arranged in the region M because it is desired to specify a place where leakage easily occurs. Further, one sensor unit 7 ′ is constituted by a plurality of minute weight meters (QCM) 7. A plurality of minute weight meters (QCM) 7 can detect HC and water vapor, which are minute amounts of leak components derived from the leak location when there is a leak, with high accuracy.
[0021]
FIG. 2 shows a plurality of negative pressure cans in a decompression chamber (leak check chamber) 5 in measuring gas leakage from the seal portion of the can 1 filled with contents in a negative pressure state. In the second embodiment of the present invention, the leaking gas is measured in a state where the pressure P 1 in the chamber 5 is reduced from the internal pressure P 2 of the can 1 in a state where 1 is installed. Show. 2, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are the same or equivalent.
[0022]
In FIG. 2, 10 is a gate valve on the inlet side provided in the production line for negative pressure canned 1 (line speed is up to 1500 cans / minute), which is located immediately upstream of the decompression chamber (leak check chamber) 5. To do. Reference numeral 11 denotes an exit-side gate valve, which is located immediately downstream of the decompression chamber 5. A decompression unit 12 is connected to the decompression chamber 5 and decompresses the interior of the chamber 5 and is mainly composed of a decompression syringe 13 and an air cylinder 14.
[0023]
Thus, the plurality of cans 1 are installed in the decompression chamber 5 through the gate valve 10 in a line. Then, the inside of the chamber 5 is decompressed while the gate valves 10 and 11 are closed. In each can 1, a plurality of micro weight scales (QCM) 7 are arranged directly above the outer peripheral end 3 a of the upper lid 3 along the outer peripheral end 3 a. That is, the decompression chamber 5 has the same number of sensor units 7 ′ as the number of cans 1 inside. The leak test is configured to perform the leak test of all the cans 1 in the decompression chamber 5 at the same time. After completion of the leak test, the plurality of cans 1 are led out from the decompression chamber 5 through the gate valve 11 in a line. Thereafter, a plurality of the cans 1 are newly installed in a row in the decompression chamber 5 through the gate valve 10. This process is repeated.
[0024]
In this case, in the production line, there may be provided a step of sorting out a plurality of cans 1 having a large leak amount as a rejected product out of the reduced pressure chamber 5. Further, the acceptable product 1 which is led out from the decompression chamber 5 and has a small leak amount or no leak is detected among the plurality of cans 1 is then subjected to, for example, a retort process and sterilized at 120 ° C. at a high temperature. .
[0025]
As described above, in each of the above embodiments, one can 1 or a plurality of cans 1 is installed in the decompression chamber 5, and the pressure P 1 of the decompression chamber 5 is set to the internal pressure P 2 (> P 1 ) of the can 1. ) And a plurality of micro weighing machines (QCM) 7 or semiconductor sensors are adjacent to the seal portion in the vicinity of the seal portion between the can 2 and the top lid 3. When the same number of sensor units 7 ′ as the number of cans 1 are provided in the decompression chamber 5 and a plurality of cans 1 are installed in the decompression chamber 5, the decompression chamber 5 The leak test of all the cans 1 is configured to be performed simultaneously.
[0026]
The pressure P 1 because the amount of leakage increases enough to reduce the pressure P 1 inside the vacuum chamber 5, the better low.
[0027]
In this case, HC or water vapor, which is one of the components of coffee, is used as a tracer from the sealed portion of the canned food, so that no special trace gas is required.
[0028]
Further, since the minute weight sensor 7 or the semiconductor gas sensor is installed in the vicinity of the assumed leak location, the leak gas having a higher concentration than that in the case where the sensor is installed around the assumed leak location and away from the assumed leak location. Can be detected, measurement time can be shortened, and measurement can be performed with high sensitivity.
[0029]
Furthermore, since the minute weight sensor 7 or the semiconductor gas sensor is installed in an array, the leak location can be examined in a wide range. That is, when there is a leak, a concentration distribution can be obtained in the installed micro weight sensor 7 or semiconductor gas sensor. This makes it possible to identify the leak location.
[0030]
In the present invention, the sensor unit 7 '(micro weight sensor 7 or semiconductor gas sensor installed in an array) is not only located near the joint portion of the can 2 and the upper lid 3, but also the can 2 of the can 1 It is preferable to arrange three-dimensionally in the vicinity of the joint portion of the upper lid 4 and at the three joint portions of the body 2. Specifically, a can having a shape slightly larger than the can 1 to be tested is prepared, and the can 1 is accommodated in the can having the large shape, and a leak test of the can 1 is performed. As a result, the canned product 1 having three pieces (sealed portion of the barrel 2 of the can 1 and the upper and lower lids 3 and 4 and three seal portions of the joint of the barrel 2) can be tested simultaneously.
[0031]
Moreover, in this invention, it is possible to selectively measure a specific gas with high sensitivity by applying an adsorbent to the surface of the crystal. For example, the canned coffee 1 is preferably one having selectivity for HC or water vapor.
In each of the above embodiments, a non-dispersive infrared analyzer 16 described later may be used instead of the microgravimeter (QCM) 7 or the semiconductor sensor.
[0032]
3 was higher than the atmospheric pressure P 3 of the provided production line negative pressure canned 1 retort (high-temperature sterilization) process pressure P 2 canned ambient heating using the canned 1 of (in retort atmosphere) 3rd Embodiment of this invention is shown. 3, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 are the same or equivalent.
[0033]
In FIG. 3, reference numeral 16 denotes a non-dispersive infrared analyzer (NDIR) for detecting the component gas (HC) or water vapor of coffee leaking from, for example, the upper leak portion (clamping portion) of the can 1. The light source 17, the cell, and the detector 18 are mainly used. In this embodiment, the light source 17, the cell, and the detector 18 are configured by a single optical path optical system. Furthermore, in this embodiment, a non-dispersive infrared analyzer 16 is installed on the top of the can 1 in order to identify the leak location in the vicinity of the seal portion between the trunk 2 of the can 1 and the top lid 3. Yes. In place of the non-dispersive infrared analyzer 16, a plurality of the micro weight sensors 7 or semiconductor gas sensors may be used.
[0034]
Thus, in the retort (high temperature sterilization) step, the canned product 1 is subjected to a high temperature (for example, 120 to 130 ° C.) higher than that during coffee filling, so that the internal pressure P 2 of the canned product 1 is compared with the atmospheric pressure P 3 . Can be positive pressure. That is, the water | moisture content of coffee evaporates by the high temperature heating (for example, 120-130 degreeC) in a retort (high temperature sterilization) process. Further, the internal pressure P 2 is increased also expanded air sealed during coffee filling.
[0035]
By the internal pressure P 2 increases, a large pressure difference ΔP as compared to air (= P 2 -P 3) is born. For this reason, the pressure difference ΔP (= P 2 −P 3 ) is 6 to 10 times that in the case where the can 1 is left at room temperature, and the leak rate is increased accordingly.
[0036]
Therefore, when there is a leak point at the top of the canned product 1, the non-dispersive infrared analyzer 16 measures the leakage of the component gas (HC) from the coffee of the canned product 1 or the water vapor from which the coffee water has evaporated. And the HC concentration or water vapor concentration can be determined. Since the HC concentration and the leak amount are proportional, the leak amount can be obtained.
[0037]
In this way, the measurement time can be shortened by accelerating the leakage of the coffee component gas (HC) or the water vapor, and the coffee component gas (HC) or the water vapor is leaked with high sensitivity. be able to.
[0038]
Moreover, since it measures using the heating (for example, 120-130 degreeC) in a retort (high temperature sterilization) process, immediately after this retort (high temperature sterilization) process, the component gas (HC) or coffee which comes out of a coffee purposely It is not necessary to install a heater for heating to measure the leakage of water vapor from which the water has evaporated.
[0039]
FIG. 4 shows that the internal pressure P 2 of the can 1 is made higher than the pressure P 3 around the can by utilizing the heating in the retort (high temperature sterilization) process provided in the production line of the negative pressure can 1 and non-dispersed infrared rays By making the optical path length in the analyzer 16 longer than in the case of the third embodiment, it is measured with higher sensitivity that the component gas (HC) from the coffee or the water vapor from which the water in the coffee has evaporated leaks. The 4th Embodiment of this invention made to do is shown. 4, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 3 are the same or equivalent.
[0040]
In FIG. 4, the non-dispersive infrared analyzer 16 has a plurality of mirrors 20 for multiple reflection. In this case, a plurality of mirrors 20 are provided so that the leaked portion (winding portion) at the top of the can 1 has a polygonal shape. That is, the some mirror 20 is provided along the outer peripheral end surface 3b of the upper cover 3, and the optical path is made into the hexagon in this embodiment. Therefore, the cell length (optical path length) can be increased. Therefore, it is possible to measure a leak location where a higher concentration is distributed, and it is possible to measure with high sensitivity the leakage of component gas (HC) from the coffee or water vapor from which the moisture of the coffee has evaporated. In short, the measurement sensitivity can be increased centering on the leak location (leak from the tightening location).
[0041]
In addition, by making the polygon into a spiral shape and making multiple rounds along the outer peripheral end surface 3b of the upper lid 3 and the upper side surface of the barrel 2, the cell length (optical path length) can be further increased, and high sensitivity Can be achieved.
[0042]
In short, in this embodiment, an open cell non-dispersive infrared analyzer 16 having a plurality of mirrors 20 for multiple reflections installed so as to increase the cell length (optical path length) is provided with a leak at the top of the can 1. It is provided at the location (winding part).
In place of the non-dispersive infrared analyzer 16, a plurality of the micro weight sensors 7 or semiconductor gas sensors may be used.
[0043]
FIG. 5 shows that the negative pressure canned product 1 is accommodated in a sealed container 30, and in this state, the internal pressure P 2 of the canned product 1 is made higher than the pressure P 1 around the canned product by the heater 15 provided on the outer periphery of the sealed container 30. In addition, a fifth embodiment of the present invention configured to measure component gas (HC) and water vapor generated from coffee as the contents is shown. In FIG. 5, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 4 are the same or equivalent.
[0044]
Thus, as shown in FIG. 5 (A), the negative pressure canned product 1 is purged with HC-free air, and the purged canned product 1 is installed in the testing machine S as shown in FIG. 5 (B). The sealed container 30 is put in, the lid 31 of the sealed container 30 is closed, and the can 1 is subjected to, for example, high-temperature heating (for example, 120 to 130 ° C.) with the heater 15. In this state, the system waits for several seconds, and measures the concentration of the component gas (HC) of the coffee leaking from, for example, the leaked portion (clamping portion) at the top of the can 1 using a non-dispersive infrared analyzer (NDIR). Since the HC concentration and the leak amount are proportional, the leak amount can be obtained. Subsequently, as shown in FIG. 5C, the lid 31 is opened, and the can 1 is taken out.
In addition, since the water vapor | steam density | concentration and a leak amount are proportional also when measuring water vapor | steam, a leak amount is calculated | required. Further, instead of the non-dispersive infrared analyzer 16, a plurality of the micro weight sensors 7 or semiconductor gas sensors may be used.
[0045]
FIG. 6 shows a negative pressure in a state in which an inert gas such as He gas is filled when coffee is filled in measuring leakage of gas from, for example, an upper leak portion (clamping portion) of the negative pressure can 1. A sixth embodiment of the present invention in which the can 1 is heated so that the internal pressure P 2 of the negative pressure can 1 is higher than the pressure P 3 around the can, and the inert gas leaking in this state is measured. Indicates. In FIG. 6, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 are the same or equivalent.
[0046]
In FIG. 6, reference numeral 40 denotes a detector for detecting an inert gas such as He gas, in order to measure the leakage of the inert gas from, for example, an upper leak portion (clamping portion) of the negative pressure can 1. Furthermore, it is installed in the vicinity of the leak location in the upper lid 3 (for example, a position directly above the upper lid 3). In this embodiment, He gas is enclosed.
[0047]
In this embodiment, the can 1 is subjected to a high temperature (for example, 120 to 130 ° C.) higher than that during coffee filling, so that the internal pressure P 2 of the can 1 can be set to a positive pressure compared to the atmospheric pressure P 3 . That is, the moisture of the coffee evaporates due to high-temperature heating (for example, 120 to 130 ° C.) in the heater 15. Further, the internal pressure P 2 is increased also expanded air sealed during coffee filling.
[0048]
By the internal pressure P 2 increases, a large pressure difference ΔP as compared to air (= P 2 -P 3) is born. For this reason, the pressure difference ΔP (= P 2 −P 3 ) is 6 to 10 times that in the case where the can 1 is left at room temperature, and the leak rate is increased accordingly.
[0049]
Therefore, when there is a leak portion at the top of the canned product 1, it is possible to measure the He gas leaking from the top leak location of the canned product 1 with the He gas detector 40, and to obtain the amount of He gas leak. it can.
[0050]
In addition, the negative pressure canned food 1 filled with He gas at the time of coffee filling is accommodated in the sealed container 30 as shown in FIG. 5, and in this state, the heater 15 provided on the outer periphery of the sealed container 30 is used to the internal pressure P 2 of the canned 1 may be higher than the pressure P 1 around the canned.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a canned leak test method that can detect a minute leak of a canned product whose contents are sealed in a negative pressure state with high accuracy in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a configuration explanatory diagram for explaining a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a structural explanatory diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 5A is a configuration explanatory view showing a purge operation before leak amount measurement according to a fifth embodiment of the present invention.
(B) is a configuration explanatory view showing a leak amount measuring operation in the fifth embodiment.
(C) is a configuration explanatory view showing the negative pressure canned take-out operation after the leak amount measurement in the fifth embodiment.
FIG. 6 is a view for explaining a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... canned, 5 ... leak check chamber, the pressure of P 1 ... chamber, P 2 ... canned pressure.
