JP2020505604A - 二重フィルムを有するフィルムチャンバ - Google Patents

Abstract

【課題】特に加圧方式が適用される場合に、改良された検出限界を有する改良されたフィルムチャンバを提供する。【解決手段】ガス充填試験体３８に対する気密試験のために設けられたフィルムチャンバ壁を備え、このフィルムチャンバ壁は、試験体３８を収容するチャンバ容積部３２を画定し、かつ、真空ポンプ３０を用いてチャンバ容積部３２を排気する第１の真空接続部２８を有しており、フィルムチャンバ壁の少なくとも一部は、可撓性のフィルム１２，１４からなる。このフィルムチャンバ１０において、フィルム１２，１４は、隣接して配置された２つの層２０，２２を備え、これら２つの層２０，２２により、排気可能なフィルム内部空間２６が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、食品のパッケージなどのガス充填試験体の漏出検出用のフィルムチャンバに関する。

このようなフィルムチャンバは、フィルムチャンバ壁によって画定されるチャンバ容積部を有し、このチャンバ容積部に、漏洩検出のために試験体が導入される。上記フィルムチャンバには、チャンバ容積部の排気を行う真空ポンプが接続される第１の真空接続部が設けられている。上記フィルムチャンバ壁の少なくとも一部は、排気中に試験体の外側形状に密着することが可能な可撓性のフィルムとして構成されている。

このようなフィルムチャンバは、例えば、漏電検出器（インフィコン社：Contura(R) S400）において用いられる。この装置では、例えば包装袋などの試験体の漏洩速度を測定するために加圧方式が適用される。フィルムチャンバが第１の真空接続部によって排気されることにより、漏洩箇所がある場合には、試験体に包含されているガスがチャンバ容積部へと流出する。これにより、チャンバ容積部における試験体の外側の領域の圧力が経時的に増大する。この圧力上昇が測定され、存在し得る漏洩箇所の指標となる。加圧方式の精度および／または検出限界は、正味チャンバ容積、つまり試験体の外側の領域におけるチャンバ容積（チャンバ容積−試験体の体積）に依存する。このチャンバ容積が小さいほど、所与の漏洩速度における経時的な圧力上昇が大きくなる。

漏電検出器（インフィコン社：Contura(R) S400）のフィルムチャンバは、正味チャンバ容積が特に小さくなるように、排気中に試験体に密着する。上記フィルムの他の機能としては、試験体を破裂させることなくチャンバ容積部（すなわち、フィルムと試験体との間の空間）を排気できるように、フィルムチャンバの外側から試験体に気圧が加えられることが挙げられる。試験体の内部の圧力と、フィルムチャンバの内部かつ試験体の外側の圧力との差が大きくなると、漏洩箇所が存在する場合にガス漏洩速度が大きくなるので、漏洩検出が向上する。

フィルムチャンバ（例えば、Contura(R) S400のフィルムチャンバ）において、試験体の検出可能な最小漏洩速度は、通常、気密試験体に対してまたは空のフィルムチャンバにおいて測定されたフィルムチャンバ内の圧力上昇の影響により制限される。この圧力上昇は、フィルムチャンバのフィルムから脱着するガスまたはフィルムを通過して拡散するガスによって引き起こされる。これらのガスは、フィルムに溶け込んでいて真空下でフィルムから脱着するガスまたはフィルムを透過するガスである。

この影響により、フィルムチャンバに使用可能なフィルム材料の選択が制限される。また、適切な拡散バリアを作成するためにフィルムの厚さを適切に選択する必要がある。上記フィルムは、その厚さによって当該フィルムを通過してガスが拡散することを適切に防止して、排気されたフィルムチャンバ内での圧力上昇を防止する必要がある。さらに、使用されるフィルム材料は、脱ガスを抑制するために、空気中のガス成分に対する溶解性が低いものであることが必要である。したがって、フィルムチャンバのフィルムを、試験体を可能な限り気密かつ傷つけないように収容するために所望される程度の可撓性を有するように形成することができない。フィルムの品質は、厚さが大きくなるほど低下する。試験体に対して特に良好かつ気密に密着することができる高い可撓性を有する材料（例えば、シリコーンフィルムなど）は、透過性が高く、ガスに対する溶解性が高いので、漏洩に対する検知限界が低下すると考えられる。したがって、このようなフィルムは従来のフィルムチャンバには使用されていない。

本発明の課題は、特に加圧方式が適用される場合に、改良された検出限界を有する改良されたフィルムチャンバを提供することである。

本発明に係るフィルムチャンバは、請求項１の構成によって定められる。

本発明によると、フィルムチャンバ壁のフィルムは、互いに隣接して設けられた少なくとも２つの層を備え、その間に排気可能なフィルム内部空間が形成されている。前記フィルム内部空間が排気されると、脱着によって前記フィルムから溶出するガス留分（ガスフラクション）または拡散によって前記フィルムを通過するガスフラクションは、前記フィルム内部空間に吸引され、前記チャンバ容積部には進入しない。これにより、これらのガスフラクションは、前記チャンバ容積部における圧力上昇に影響しない。重ねて配置された前記２つのフィルム層は、その縁部が封止されており、前記フィルム内部空間を排気するための真空接続部が設けられている。前記フィルム層の間に形成された薄いフィルム内部空間は、試験体の漏洩検出のために、前記フィルムチャンバの動作中は継続的に排気されている。このため、前記フィルム内部空間に接続されたガス接続部（真空接続部）に、真空ポンプが接続されている。よって、前記チャンバ容積部に進入するガスフラクションの透過速度は、気密試験体の場合または前記フィルムチャンバに試験体が存在しない場合も、１００分の１以下に低減され、無視できる程度の値となる。

好ましくは、前記２つのフィルム層の間には、これら２つの層を分離するガス透過性材料（例えば、不織布）が配置される。このガス透過性材料により、前記フィルム層が互いに近接して重ねられた場合においても、前記フィルム内部空間の排気を向上させることが可能である。

好ましくは、前記フィルムチャンバ壁の各フィルムは、排気可能なフィルム内部空間がその間に形成される２つの層を備える。前記フィルムの縁部領域において、前記２つのフィルム層は、フレームによって保持されており、このフレームに気密に接続されている。この／これらのフレームは、前記第１および／または第２の真空接続部を有するか、またはそれを構成していてもよい。

本発明において、上記の種類のフィルムチャンバに収容された試験体に対する対応の漏洩検出方法についてさらに記載する。前記試験体の外側の領域における前記チャンバ容積部は、前記第１の真空接続部を介して排気される。さらに、前記フィルム内部空間は、前記第２の真空接続部を介して排気されることが好ましい。漏洩検出は、加圧方式を用いて行われ、前記フィルムチャンバ内の圧力は、前記試験体の外側の領域において経時的に測定される。この圧力の上昇は漏洩箇所があることを示している。

まず、前記チャンバ容積部は真空圧力に設定され、この真空圧力に到達したとき、前記フィルムチャンバは継続して排気されない。所定の真空圧力に到達したとき、圧力上昇が経時的に測定される。圧力上昇を測定する間、２つの層からなる各フィルムの前記フィルム内部空間は、継続的に途切れなく排気されていることが好ましい。

以下において、添付の図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。

空の状態のフィルムチャンバの断面図である。 フィルムチャンバに試験体が収容された状態の図１の断面図である。

フィルムチャンバ１０は、２つの可撓性のフィルム１２，１４を備え、これらのフィルムの端部領域はそれぞれフレーム１６，１８に気密に取り付けられている。前記２つのフィルム１２，１４はいずれも円形であり、各フレーム１６，１８は円形リングとして構成されている。他の形状とすることも可能である。

２つのフィルム１２，１４はそれぞれ２つの層２０，２２からなり、これらの層の間には、不織布の形態の気密材料２４の層が配置されている。各フィルム１２，１４の上層２０、気密材料２４および下層２２は、互いに平行かつ互いに近接して配置されている。各フィルム１２，１４の上側のフィルム層２０と下側のフィルム層２２との間に、排気可能なフィルム内部空間２６が形成されている。フィルム内部空間２６の内部に、ガス透過性の不織材料２４が配置されている

各フィルム１２，１４の前記２つの層２０，２２は、それぞれ同一のフレーム１６，１８に固定的に取り付けられている。

フィルム１２，１４の間に、チャンバ容積部３２が形成されている。２つのフレーム１６，１８の間には、第１の真空接続部２８が設けられている。第１の真空接続部２８に、チャンバ容積部３２を排気する第１の真空ポンプ３０が接続されている。

また、各フレーム１６，１８は、第２の真空接続部３４を有する。第２の真空接続部３４に、フィルム１２，１４のフィルム内部空間２６を排気する第２の真空ポンプ３６が接続されている。

図２において、チャンバ容積部３２には、試験体３８が配置さている。試験体３８は、例えば、ガス充填食品パッケージである。フィルムチャンバ１０は密閉されている。２つのフレーム１６，１８の間において、シールリング４０が介在され、排気されたフィルムチャンバ１０にガスが入らないようにしている。第１の真空ポンプ３０を用いることで、フィルムチャンバ１０は、試験体の外側の領域において、第１の真空接続部２８を介して所定の真空圧力まで排気される。２つのフィルム１２，１４は、試験体の外側形状に柔軟に密着することで、チャンバ容積部３２を小さくする。第１の真空ポンプ３０と第１の真空接続部２８とを接続するガスライン４２に設けられたバルブ４４が閉じられる。チャンバ容積部３２は、外部から前記フィルムチャンバを囲む外気４６に対して密閉されている。

図面に示されていない圧力センサにより、チャンバ容積部３２の内部の圧力が経時的に測定され、記録される。この圧力が、限界値を超えて上昇した場合、試験体３８における漏洩の指標として用いることができる。２つのフィルム内部空間２６の圧力が真空圧力の適切な限界値よりも低く保たれるので、上記の限界値は、従来のフィルムチャンバの限界値よりも低く設定することができる。これは、第２の真空ポンプ３６を用いて、２つの第２の真空接続部３４を介して２つのフィルム内部空間２６を継続的に排気することによって実現される。フィルム層２０，２２から、特に、２つの内側のフィルム層２２から漏れるガス（前記フィルム層から脱着するガスまたは前記フィルム層を通過して拡散するガスの形態のガス）は、フィルム内部空間２６における真空圧力によりフィルム内部空間２６に吸引され、第２の真空ポンプ３６によって排気される。好ましくは、少なくとも圧力測定の間、２つのフィルム内部空間２６における真空圧力は、チャンバ容積部３２の内部の圧力よりも低いので、脱着または拡散するガスフラクションはチャンバ容積部３２には進入せず、フィルム内部空間２６に進入する。

Claims (8)

1. ガス充填試験体（３８）に対する気密試験のために設けられたフィルムチャンバ壁を備え、
   前記フィルムチャンバ壁は、前記試験体（３８）を収容するチャンバ容積部（３２）を画定し、
   前記フィルムチャンバ壁は、第１の真空ポンプ（３０）を用いて前記チャンバ容積部（３２）を排気する第１の真空接続部（２８）を有しており、
   前記フィルムチャンバ壁の少なくとも一部が可撓性のフィルム（１２，１４）からなる、フィルムチャンバ（１０）において、
   前記フィルム（１２，１４）は、隣接して配置された２つの層（２０，２２）を備え、これら２つの層（２０，２２）により、排気可能なフィルム内部空間（２６）が形成されていることを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
2. 請求項１に記載のフィルムチャンバ（１０）において、さらに、前記フィルム内部空間（２６）を排気する第２の真空ポンプ（３６）が接続された第２の真空接続部（３４）を備えることを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
3. 請求項１または２に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記フィルム内部空間（２６）に、前記２つの層（２０，２２）を分離するガス透過性材料（２４）が配置されていることを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
4. 請求項３に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記ガス透過性材料（２４）は不織布であることを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）において、
   前記フィルムチャンバ（１０）は、２つの隣接するフィルム（１２，１４）を備え、
   前記２つの隣接するフィルム（１２，１４）の間に、前記チャンバ容積部（３２）が形成されており、
   前記２つの隣接するフィルム（１２，１４）はそれぞれ２つの隣接する層（２０，２２）からなり、
   前記２つの層（２０，２２）の間にそれぞれフィルム内部空間（２６）を有することを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
6. 請求項５に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記フィルム（１２，１４）の外縁領域には、前記フィルム（１２，１４）を保持するフレーム（１６，１８）が設けられており、
   前記２つのフレーム（１６，１８）は、前記フィルム内部空間（２６）を封止し、
   前記２つのフレーム（１６，１８）は、前記第１および／または第２の真空接続部（２８，３４）を構成するか、または有することを特徴とするフィルムチャンバ（１０）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）を用いて試験体（３８）の漏洩検出を行う方法において、
   チャンバ容積部（３２）に前記試験体（３８）を導入するステップと、
   前記チャンバ容積部（３２）を密封するステップと、
   前記チャンバ容積部（３２）を、大気圧よりも低い所定の真空圧力まで排気するステップと、
   前記フィルムチャンバ（１０）において前記試験体（３８）の外側の領域における圧力を経時的に測定するステップと、
   測定された前記圧力の上昇を検出するステップと、
   少なくとも一方のフィルム内部空間（２６）、好ましくは各フィルム内部空間（２６）を排気するステップと、を含むことを特徴とする漏洩検出方法。
8. 請求項７に記載の漏洩検出方法において、前記フィルム内部空間（２６）は、圧力測定の間、継続的に限界真空圧力よりも低い圧力に保たれることを特徴とする漏洩検出方法。

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