JPH03167413A - 自生圧表示容器およびその自生圧の監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は，容器自体にその内圧、特に自生圧を示す表
示部を設けた容器に関する。

（従来技術） 従来、缶詰缶等の容器の巻締不良、変改等の検出は，缶
の内圧、特にその変化を検出することによって行なわれ
るのが普通である。しかし、巻締不良による漏れも極め
て小さいのが普通であり、変敗による圧力変化も、長時
間を経た後に生じるために、缶詰等が流通におかれて後
に検出できる程度の圧力変化を生じるのが一般である。

（この発明が解決しようとする問題点）しかし、例えば
小売店の店頗でこのような圧力変化を検出しようとして
も、コーラ，ビール等の正の内圧を有するもの、ジュー
ス等の負の内圧・を有するもの等、各種の商品が混在し
、それぞれの商品ごとの検査機器を備え，ることは実際
上出来ず、缶の膨れ等、極端な兆候が表われない限り、
判Ｂ１出来なかった。

この発明は、上記のような内圧が種々な容器番；ついて
も、基準値からのずれだけを検出することによって、各
種の容器の内圧変化を同一の方法によって検出できる手
段を得ようとするものである（問題を解決するための手
段） この発明においては、缶詰缶等の容器表面に巨折格子を
設け、容器内圧の変化に伴って生じる宕器表面に設けら
れた回折格子の歪を、入射するレーザー光の回折角の変
化として光学的に検知することを特徴とする。

この容器の自生圧表示部である上記回折格子は容器の蓋
面あるいは底面に設けられることが望ましい。

（作用） レーザー光を用い，試料格子の微小歪を検出する方法は
、モアレ干渉法として知られている（例えばｒレーザー
を用いたモアレ干渉法による微小歪測定」日本機会学会
論文集５３巻４９６号，論文Ｎｏ．８７−０３３３）。

この方法は、試料表面にピッチｄの回折格子を貼り付け
、この格子面に入射角α、〜αで波長λのレーザー光を
入射させ、入射角αを次式ｓｉｎ　α：ｎλ／ｄ を満足するように選ぶ。ｎは回折の次数である。

このとき，２つの入射光の同折光は共に回折格子の面に
平行な波面を持つ。

この回折格子が歪むと、２つの回折光の回折角度に僅か
にずれを生じ，干渉縞が生じるので、この干渉縞を観察
することによって試料の変形を検出するものである。

この方法を応用し，缶等の容器内で自生した圧（正圧、
負圧）を検出するには、容器の内圧が基準値に有るとき
，監視装置に設定された入射角αおよびレーザー光の波
長λに対して上記の式を満足するようにピッチｄを選ん
だ回折格子を設ければよい。これによって、基準内圧が
どの様な値であっても、その基準値からのずれだけが検
出される。

（実施例） 以下、この発明の実施例について詳細に説明する。

まず、検出光学系の構或を説明する。

図面において、■は内圧変化を検出すべき容器、この実
施例においては２ピース缶であり、その底面には上記の
関係を満足するピッチを有する回折格子２が設けられて
いる。

回折格子は、転写法等によって製作したシート状回折格
子を貼着してもよいが、金属缶では表面に回折格子を形
或した転写工具を圧着することによって、直接容器表面
に回折格子を形成するのがよい。

回折格子の形或は、缶胴でもよいが、検出のときの位置
合わせが必要になるので、その必要の無い缶蓋あるいは
缶底が望ましい。そして、２ピース缶においても、しご
きによる影響は小さいので、絞り加工前に回折格子を形
成して差し支えない。

検出光学系は，第ｌ図にその光学配置の概要を示すよう
−に、レーザー７からのレーザー光をビームスプリッタ
３で分割し、ミラー４，４′によって互いに反対方向か
ら同じ角度で台５に設けられた検出孔上にａｒ？１され
た缶１の底面の回折格子２に入射する。同折光は、光検
出素子６に入射する。

光源としてＩｔｅ−Ｎｅガスレーザーの波長６３２８λ
を用い、回折格子として９００本／Ｉ＋ＩＩＩ１のもの
を形成し，回折角を３４．７゜としたとき，光検出素子
の視野に入る干渉縞の本数の１本の変化は，内圧約１　
＋＋ｕｎｌｌｇに対応した。この程度の内圧変化による
格子の而内歪量は、１０−３〜１ｏ−５であり、回折角
の変化もこれに比例している。この程度の微量歪を効果
的に検出する他の適当な方法は見当らない。例えば，打
検法等の従来の方法によっては内圧変化が１　０ｍｍｌ
ｌｇａ度にならないと検出することが出来なかったもの
である。

この検出は、回折格子の格子線の方向に直角な方向から
の光入射が必要であり、対称な入射光を作り出すための
ミラー４、４′が格子線に垂直な面内に対象に配置され
る必要があるが，台５あるいは光学系を回転するか、光
学系を回転対称に構或する等の方法によって、格子方向
にこだわらない検出が可能になる。

第２図に示す検出光学系においては、レーザー７からの
レーザー光は缶１の底面の回折格子２に垂直に入射する
。次数が同じで符号の異なる２つの回折光、例えば±１
次回折光は、円錐型のミラー９で２回反射され、各々時
計回り及び反時計回りの光路を進んで、最初の入射位置
と同じ位置に再び入射し、対称入射光となる。この入射
光に対する回折光を光検出素子６で検出する．この検出
光学系の光学配置は、回折格子線の向きに関係なく或立
するので、回折格子の方向にこだわらない検出を高速で
行うことが出来る。

実施例１ アルミニウムのブランク（板厚０．　２２ＩＩＩｌ）に
、回折格子が表面に刻まれている転写工具を圧着して回
折格子を形成し、この面が外面の底部中央に位置するよ
うにして、常法による絞りしごき加工を行い、２ピース
缶胴を製作した。このとき底部は半径５５ＩＩＩＩＩ１
のドーム形状にした．回折格子のピッチはこの缶胴に４
．Ｏｋｇｆ／ｃｎｆの内圧がかかったとき９００木／ｍ
ｍとなるように設定した。

この缶胴に４．０±０　．　５　ｋｇｆ／　ｒ５Ｋの内
圧で炭酸飲料を充填し、缶蓋を巻締め、２ピース缶を製
作した。先に記載した光学系を用いて３４．７゜の角度
でＨｅ−Ｎｅレーザー光を入射し、圧力変動で発生する
モアレ縞をＣＣＤカメラで撮影した。観測視野内のモア
レ縞の本数を計測し、歪ゲージ式圧力変換器でａｌｔ１
定した缶の自生圧と対比した結果、Ｑ　．　ｌ　ｋｇｆ
／ｔｎの精度で一致することを確認した。

この測定では、Ｉｌｅ−Ｎｅレーザー光の鳳射から白生
圧の測定までの処理を、５　ｍｓの間に行うことが出来
た。

実施例２ スチール製缶胴にアルミ製缶蓋を巻締た後、コーヒー飲
料を８０℃で充填し，直ちにスチール製蓋を巻締て３ピ
ース缶を製作した。このスチール蓋の外面中央部にはあ
らかじめ回折格子が刻まれたプラスチックフィルムが貼
着されている。スチール蓋の形状は直径６６ＩＩＩＩ１
の円盤状で、板厚はＯ．２２ｍである．この缶は、内部
の空気の収縮により，室温で約４００±５ＱｍｍＨＨの
減圧状態になる．回折格子のピッチは減圧度が４００ｍ
ＨＨのときに９００本／ＩＩＮＩ１となるようにあらか
じめ設定されている。実施例ｌと同じ光学系を用いてこ
の３ピース缶の自生圧によって生じるモアレ縞をＣＣＤ
力メラで撮影し、カメラの視野内のモアレ縞の本数を歪
ゲージ式圧力変換器で測定した缶の減圧度と対比した結
果、５ｎｙｎ｝Ｉｇの精度で缶の減圧度を測定出来た．
この測定では，　Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の照射から減圧
度の測定までの処理を３ｍｓの間に行うことが出来た。

実施例３ 内外層がポリプロピレン、中央層がスチール箔からなる
複合材を絞り加工して作った容器胴に、固形内容物（例
えば味付け魚肉等）を充填した後、内外層がポリプロピ
レン、中央層がアルミ箔からなる複合材フィルムをヒー
トシールしてセミリジッド容器を製作した。容器内部は
約５　０　ｎｎＨｇの減圧度に保たれている。容器の開
口径は６６ｍｍ．Ｍ材の厚みは１００μｍである。容器
中央部には、アルミ箔層の外面に回折格子を刻んだ転写
工具の圧着により回折格子が刻まれ、これは外層のポリ
プロピレンを通して外側から見ることが出来る。

回折格子のピッチは、減圧度が５　０　ｎｕｌｌｇのと
き工ＯＯＯ本／ｌＴＩＩ１になるように設定されている
。実施例１と同じ光学系を用いて３９．３°の角度でｌ
ｌｅ−Ｎｅレーザー光を入射してＣＣＤカメラでモアレ
縞を撮影し、観測視野内のモアレ縞の本数と歪ゲージ式
圧力変換器で測定した缶の減圧度と対比した結果，ｌｎ
ｎ｝Ｉｇの精度でこのセミリジット容器の減圧度を測定
出来た。

（発明の効果） この発明の自生圧表示容器およびその検出方法は，上記
のように，缶等の容器の成形のとき、適当な回折格子を
転写することにより，いつでも、どこでも、簡単に容器
内圧力の変化を検出することが出来る。しかも，基準値
からのずれだけを検出するので、基増値が正圧，負圧い
ずれでもよく、小売店等においても、店頭に検出装置を
ｔ台備えて置くことにより、各種の容器の内圧変化を簡
単に監視できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自生圧表示容器およびその自生圧の
監視方法の１実施例を示す概念図、第２図は回転対称光
学系を用いた他の実施例の概念図であり，図中の符号は
それぞれ １：内圧変化を検出すべき容器 ２：回折格子　　　　３：ビームスプリッタ４、４′：
ミラー　　　５：検出台 ６：光検出素子　　　７：レーザー ８：ハーフミラー　　９：円錐型ミラーを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）容器表面に回折格子を設けたことを特徴とする自生
   圧表示容器 ２）上記回折格子が、容器の蓋面あるいは底面に設けら
   れていることを特徴とする請求項１の自生圧表示容器 ３）容器内圧の変化による容器表面に設けられた回折格
   子の歪を、回折格子の回折角の変化として光学的に検知
   することを特徴とする容器自生圧の監視方法 ４）表面に回折格子を設けた容器を載置する検出孔を有
   する台、該台の下に配設され、検出孔に対して対称な入
   射光を生じさせるレーザー光源を含む光学系、容器上の
   回折格子からの回折光を検出する光検出素子からなるこ
   とを特徴とする容器自生圧の監視装置 ５）上記対称な入射光を生じさせる光学系は、円錐形ミ
   ラーを含むことを特徴とする請求項４の容器自生圧の監
   視装置