JP2006510885A - 漏洩部の検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 平面状材料、特にフィルムが、漏れ防止性を有するかどうかを検査する方法及び装置を提供する。
【解決手段】 平面状材料の片側に検査ガスチャンバー備え、もう一方の側に測定チャンバーを備えた検査室を通って、平面状材料を、連続プロセスで連続的に搬送し、検査ガスチャンバー側で、事前設定可能な検査圧を有する検査ガスに曝し、測定チャンバー（１２）側における検査ガスの存在を検知する。本発明の方法及び装置は、例えば、品質管理を行う目的で、燃料電池スタック用フィルムの漏洩部を検査するために使用することができる。

Description

本発明は、検査室を通って連続的に搬送される平面状材料、特にフィルムが、漏れ防止性を有するかどうかを検査する方法、及びこの方法を実行するための装置に関する。

例えばフィルムのような平面状材料で、破れ目や穴が無く、従って気密性のある材料が、多くの技術分野で求められていることが知られている。例えば、燃料電池車に使用されるような燃料電池スタックを製造する際に気密性フィルムが必要とされる。このため、フィルムは燃料電池スタックの製造後に気密性について検査される。

平面状材料が漏れ防止性を有するかどうかを検査するには、電気的検査方法が知られている。しかしながら、この方法は、例えば導電性フィルムには適用できない。

特許文献１は、ダイアフラム片が漏れ防止性を有するかどうかを検査するための、冒頭に述べたタイプの連続的方法及び装置について開示している。この目的のために、ダイアフラム片は第１ローラから巻き出され、第２ローラによって再び巻き取られる。これらのローラの間には検査室が配置され、その中でダイアフラム片の上側に検査液が塗布される。所定の方法で設定可能な圧力差のため、穴が一定の大きさを超えている場合には、その穴の毛細管現象により、検査液がダイアフラム片を強制的に通過させられ、その結果、上記検査液は、ダイアフラムと平行に案内される検知ベルトの検知面上に痕跡を残す。検査液は、検査液を均一に塗布するため及びダイアフラム片を損傷から保護するため、ダイアフラム片の搬送方向に対して横向きに配置された発泡ゴムブロック内に埋め込まれた配給管を通って供給される。

特許文献２は、シールされた容器の気密性を検査する方法及び装置について開示している。この目的のためには、容器が、コンベヤベルト上のトンネル状のチャンバーを通って供給される。このチャンバーのトンネル部分の開始部と終端部とにおいて、チャンバー内へ搬送ガスが供給され、このガスが、一部はトンネル部分中へ、一部は反対方向へ流れる。トンネル部分内に流入した搬送ガスは、検査対象容器を越えて流れ、その後枝管を通って再び引き出され、容器内の漏洩部による不純物について検査される。

特許文献３は、容器が漏れ防止性を有するかどうかを検査するために、一方が他方の内部に配置された二つの管状ダクトを有する検査ヘッドを備えた装置について開示している。検査対象容器の検査点において、分析用ガスが部分的真空によって内側ダクトを通って装置の中へ供給され、同時に選択可能な環境ガスが外側ダクトから流出して、検査点を、存在し得る他の周囲ガスから遮蔽する。

特許文献４は、セラミック板が漏れ防止性を有するかどうかを検査する装置について開示している。この目的のためには、セラミック板が装置に固定され、セラミック板の片面に検査ガスが当てられる。

セラミック板に漏洩部があると、高圧により、検査ガスが漏洩部を強制的に通過させられ、低圧側の検知器によって記録される。

特許文献５は、例えばフィルムやボトルのような、ポリマー材料製の製品を、透過率及び脱着速度に関して検査する方法及び装置について開示している。この目的のためには、ポリマーが検査ガスの第１の同位体を収納し、検査ガスの第２の同位体が製品の片側で使用される。製品のもう一方の側では、検査ガスの両方の同位体の濃度が別々に測定される。
米国特許第３９３７０６４号明細書 米国特許第３８５７２７８号明細書 米国特許第５８８９１９９号明細書 独国特許出願公開第１９６０５９２０Ａ１号明細書 国際公開第０２／０８８６５７Ａ２号パンフレット

本発明の目的は、平面状材料が漏れ防止性を有するかどうかを検査するための、改良された装置及び改良された方法を規定することである。特に、平面状材料の検査室への供給及びそこからの排出、並びにこの検査室内における平面状材料の導通に関する。

本目的は、請求項１の特徴を有する方法及び請求項２又は請求項３の特徴を有する装置を用いて達成される。

請求項１に記載の本発明による方法では、平面状材料が、連続処理により、検査室を通って連続的に搬送される。連続搬送の結果、実質的にあらゆる所望の大きさの、フィルム等の平面状材料について、漏れ防止性があるかどうかを判定するための検査をすることが可能となる。検査室は、搬送されている平面状材料の両側に相対して、検査ガスが導入される検査ガスチャンバーと、検査ガスの存在について監視する測定チャンバーとを有する。その結果、考えられるあらゆる材料について、それが導電性材料であっても、それらに漏れ防止性があるかどうかを判定するための検査を、容易かつ確実に行うことができるようになる。検査ガスチャンバー及び／又は測定チャンバーは、検査対象の平面状材料の検査室入口ダクト及び／又は検査室出口ダクトにおいて、検査ガスチャンバー又は測定チャンバー内のガス圧より高いガス圧のガスカーテンによりシールされる。これにより、検査ガスが、検知される前に例えば測定チャンバーから流出するという事態が回避される。この程度の非接触のシールにより、接触型のシールで発生するようなフィルムへの損傷の危険性がすべて回避される。特に請求項３に記載の装置は、本方法を実行するのに適している。

本発明による装置は、検査室と、平面状材料を検査室を通って連続的に搬送する手段とを有し、検査室が、検査ガスチャンバーと測定チャンバーとを、導入される平面状材料の両側に相対して備えている。請求項２に記載の装置の場合、検査ガスチャンバー及び／又は測定チャンバーが、いずれの場合も、平面状材料側に、検査室入口から検査室出口まで連続した平面状の表面を有する開放気孔材料を有するよう、特に対応がなされている。一方では、検査ガスチャンバー内で、この開放気孔材料が、検査室を通って搬送される検査対象材料を案内するために使用され、他方では、開放気孔の特性により、検査ガスの均一な適用が確実に行えるようになる。測定チャンバーでは、本材料は、検査対象材料表面を支える目的を有する。

請求項４に記載の本発明の一発展形態では、入口ダクト及び／又は出口ダクトが、いずれも、互いに相対して設けられた、例えば圧縮空気等の圧縮ガスを用いてそれぞれのガスカーテンを生成する、二つの圧縮ガスチャンバーによって囲まれている。請求項５に記載されるように、このやり方の１つの改良形態では、圧縮ガスチャンバーの少なくとも１つに開放気孔材料が導入されている。この開放気孔材料は、第一に、導入された平面状材料を案内する役目を果たす。これに加えて、開放気孔の特性により、圧縮ガスの均一な通過を確保して、ガスカーテンが生成されるようになる。

請求項６に記載の本発明の一発展形態では、本装置が、吸引側で測定チャンバーに結合された真空ポンプを有する。この真空ポンプによって、平面状材料に漏洩部がある場合に、測定チャンバーに到達した検査ガスを、検査ガスセンサーシステムへ確実に導くようにすることができる。

請求項７に記載の本発明の一発展形態では、本装置が、検査室の入口側における粗大な漏洩部を検知するためのコンピュータ支援画像処理システムを有する。この画像処理システムを用いて、平面状材料が検査室に進入する前に、平面状材料中の比較的大きい漏洩部を検知することができる。これにより、比較的大きい漏洩部のある検査対象材料が検査室に進入するのを防ぎ、測定チャンバーが検査ガスで過剰に汚染されるのを防止することができる。

本発明の有利な一実施形態について図面に示し、以下に説明する。

図に示された漏洩検査用の装置１は、二つの半分の部分２ａ、２ｂで構成されるハウジング２を備えた検査室１ａを有する。検査ガスチャンバー３はハウジングの半分の部分２ｂ中に組み込まれている。検査ガスチャンバー３は、図に斜交平行線で示された開放気孔材料４ａを内部に有する。この開放気孔材料は、例えば発泡ゴム、焼結材料などであってもよい。検査ガスチャンバー３は、検査ガスの供給ユニット５に接続される。この検査ガス供給ユニットは、検査ガス溜め６と供給ダクト７とで構成される。狭い圧縮空気チャンバー８ｂが、検査ガスチャンバー３の左右にそれぞれ隣接している。検査ガスチャンバー３と同様、圧縮空気チャンバー８ｂも開放気孔材料４ｂを有する。圧縮空気チャンバー８ｂは、圧縮空気供給ユニット９に各々接続されている。この圧縮空気供給ユニット９は、圧縮空気溜め１０と供給ダクト１１とで構成されている。

測定チャンバー１２は、ハウジングの半分の部分２ａ中に組み込まれている。測定チャンバー１２も、内部に開放気孔材料４ｃを有する。さらに、測定チャンバー１２は三つの排出ダクト１３に接続され、これらの排出ダクトを介して検査ガスセンサー１４に接続されている。検査ガスセンサー１４は評価コンピュータ１５に接続されている。さらに、真空ポンプ１６が、その吸引側で測定チャンバー１２の排出ダクト１３に接続されている。

また、狭い圧縮空気チャンバー８ａが、ハウジングの半分の部分２ａ中、測定チャンバー１２の左右にそれぞれ組み込まれ、開放気孔材料４ｄが、この狭い圧縮空気チャンバー８ａ中にいずれも導入されている。圧縮空気チャンバー８ａは、圧縮空気溜め１０と供給ダクト１１とで構成される圧縮空気用の供給ユニット９にも接続されている。二つのハウジングの半分の部分２ａ、２ｂの圧縮空気チャンバー８ａ、８ｂはそれぞれ互いに相対して配置され、検査対象フィルム１９に対し、図の右手側で、検査室１ａ中への検査室入口ダクト１７を形成し、図の左手側で、検査室から外への検査室出口ダクト１８を形成している。検査ガスチャンバー３及び圧縮空気チャンバー８ｂの開放気孔材料４ａ、４ｂの、検査対象のフィルム１９に面した表面は、一緒に平面状の表面を形成する。同様に、測定チャンバー１２及び圧縮空気チャンバー８ａの開放気孔材料４ｃ、４ｄの、検査対象のフィルム１９に面した表面も、平面状の表面を形成する。

装置１はさらに二つのローラ２０ａ、２０ｂを有するローラ装置を有する。二つのローラ２０ａ、２０ｂは、例示された本実施形態では反時計回り方向に動く。ここでは、ローラ２０ａに置かれたフィルム１９が巻き出され、検査室入口ダクト１７を通って検査室１ａ中へ連続的に移動し、そこから検査ガスチャンバー３と測定チャンバー１２との間に形成されたダクト２１を通って移動し、最後に検査室出口ダクト１８を通って、検査室１ａを出た後、駆動ローラ２０ｂ上に巻き取られる。

装置１はさらに、検査室１ａの入口側における粗大な漏洩部を検知するための、それ自体は従来型のコンピュータ支援画像処理システム２２を有する。この画像処理システム２２が、フィルム１９が検査室に進入する前に、フィルム１９内に比較的大きな漏洩部を検知すると、フィルムの搬送を中断し、測定チャンバーが検査ガスで過剰に汚染されるのを防止することも可能である。

フィルム１９が漏れ防止性を有するかどうかを検査する方法においては、以下の手順が採用される。検査対象のフィルムは、上記のように、ローラ２０ａ、２０ｂを使用して、検査室１ａを通って連続的に案内される。検査ガスチャンバー３、測定チャンバー１２、及び圧縮空気チャンバー８ａ、８ｂ中に配置された開放気孔材料４ａ〜４ｄは、検査室１ａを通ってフィルム１９を案内するのに使用される。検査室１ａを通ってフィルム１９が連続的に移動すると同時に、検査ガスが、特定の事前設定可能な検査圧で、検査ガス溜め６から検査ガス供給ダクト７を通って検査ガスチャンバー３内に導入される。検査ガスは、開放気孔材料４を通って検査ガスチャンバー３に分配され、検査対象のフィルム１９の対応する側に作用する。

圧縮空気は、圧縮空気溜め１０から供給ダクト１１を通って圧縮空気チャンバー８ａ、８ｂ内へ導入される。圧縮空気は、検査ガスが検査ガスチャンバー３内へ導入されるときの圧力よりいくらか高い圧力で圧縮空気チャンバー内へ導入される。圧縮空気は、流れを示す関連矢印によって示されるように、圧縮空気チャンバー８ａ、８ｂの開放気孔材料を通って流れ、横方向から外へ、また検査ガスチャンバー３及び測定チャンバー１２中へ流れ、このようにして検査室入口ダクト１７及び検査室出口ダクト１８にガスカーテンを形成する。これらのガスカーテンは、検査ガスチャンバー３及び測定チャンバー１２の非接触シールを形成し、その結果、検査ガスがこれらのダクトから横方向へ流出できなくなる。フィルム１９に漏洩部があると、検査ガスが、これらの漏洩部を抜けて測定チャンバー１２中へ到達し、センサー１４によって検知される。真空ポンプ１６は、測定チャンバー１２内へ到達した検査ガスが確実にセンサー１４に導かれ、これにより、確実にセンサー１４によって検知されることができることを保証するものである。測定チャンバー１２内の開放気孔材料４ｃにより、吸引効果が均一に分散してもたらされる。さらに、フィルムの張力が意図せずに低下し、フィルムが検査ガス圧及び／又は吸引効果によって測定チャンバーの方へ押され又は引っ張られた場合には、フィルム１９の平面的支えとなり得る。

勿論、本発明は、ここに示されたものの外に他の多数の実現形態を含む。例えば、必要に応じて、複数の検査ガス平行供給ユニットを設けてもよい。同様に、四つの圧縮空気チャンバーの各々に、複数の圧縮空気供給ユニットを割り当ててもよい。さらに、測定チャンバーに三つ以上または以下の排出ダクトを割り当てることも可能である。また、一つ以上の上記チャンバーにおいて開放気孔材料が存在しないことも可能である。特に、開放気孔材料を、測定チャンバーのみに導入し、検査ガスチャンバーには導入しないことも可能である。

検査ガスチャンバー及び／又は測定チャンバーをシールするために、圧縮空気の代わりに、様々なその他のガス、特に窒素、ヘリウム等の化学的に不活性なガスを使用することも可能である。また、上記ローラ装置の代りに、検査室を通ってフィルムを連続的に移動させるのに好ましい他の従来的手段であればどのようなものでも使用することができる。

コンピュータ支援センサーの代替として、例えば、検査ガスの存在を証明する化学的センサ（例えば色が変わる液体等）を使用することも可能である。

漏れ防止性があるかどうかを判定するためのフィルムの連続検査用装置の断面図を示す。

Claims (7)

1. 平面状材料（１９）を検査室（１ａ）を通って連続的に搬送し、平面状材料、特にフィルムが、漏れ防止性を有するかどうかを検査する方法であって、
   前記検査室（１ａ）が、前記平面状材料の片側に検査ガスチャンバー（３）を、前記平面状材料の他方の側に測定チャンバー（１２）を有し、前記平面状材料を、前記検査ガスチャンバー（３）側で事前設定可能な検査圧力の検査ガスに曝し、
   前記検査ガスチャンバー（３）及び／又は前記測定チャンバー（１２）を、前記検査ガスチャンバー（３）又は前記測定チャンバー（１２）内のガス圧より高いガス圧のガスカーテンによって、前記平面状材料用の検査室入口ダクト（１７）及び／又は検査室出口ダクト（１８）においてシールし、
   前記測定チャンバー（１２）側で検査ガスの存在を検知することを特徴とする、検査方法。
2. 平面状材料用の検査室入口ダクト（１７）と検査室出口ダクト（１８）とを有する検査室（１ａ）と、
   前記検査室を通って前記平面状材料を連続的に搬送する手段（２０ａ、２０ｂ）と、
   を有する、平面状材料が漏れ防止性を有するかどうかを検査する装置であって、
   前記検査室（１ａ）が、検査ガスチャンバー（３）と測定チャンバー（１２）とを、前記導入された平面状材料の両側に相対して有し、前記測定チャンバー（１２）及び／又は前記検査ガスチャンバー（３）が、前記平面状材料に面する側に、検査室入口ダクト（１７）から検査室出口ダクト（１８）まで続く平面状の表面の開放気孔材料を有し、
   前記検査ガス用に供給ユニット（５）が設けられ、
   前記測定チャンバーに割り当てられた検査ガスセンサーシステム（１４）が設けられていることを特徴とする、
   検査用装置。
3. 前記平面状材料用の検査室入口ダクト（１７）と検査室出口ダクト（１８）とを有する検査室（１ａ）と、
   前記検査室を通って前記平面状材料を連続的に搬送する手段と、
   を有する、平面状材料が漏れ防止性を有するかどうかを検査するための、特に請求項２に記載の装置であって、
   前記検査室（１ａ）が、検査ガスチャンバー（３）と測定チャンバー（１２）とを、前記導入された平面状材料の両側に相対して有し、前記二つのダクトの少なくとも１つが、、前記検査ガスチャンバー（３）及び／又は前記測定チャンバー（１２）との隙間内の圧縮ガスにより形成されたガスカーテンによってシールできるようになっており、
   前記検査ガス用に供給ユニット（５）が設けられ、
   前記測定チャンバーに割り当てられた検査ガスセンサーシステム（１４）が設けられていることを特徴とする、
   検査用装置。
4. 前記入口ダクト（１７）及び／又は前記出口ダクト（１８）が、いずれも、互いに相対して位置し、それぞれガスカーテンを生成する二つの圧縮ガスチャンバー（８ａ、８ｂ）によって囲まれていることをさらに特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 開放気孔材料（４ｂ、４ｄ）が、前記圧縮ガスチャンバー（８ａ、８ｂ）の少なくとも１つの中に導入されていることをさらに特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 吸引側で前記測定チャンバーと結合された真空ポンプ（１６）を有することをさらに特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記検査室（１ａ）の前記入口側に、粗大な漏洩部を検知するためのコンピュータ支援画像処理システム（２２）を有することをさらに特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置。

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