JPH0480333B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、紙、プラスチツク、アルミニウム箔
等を積層した複合材料等よりなる容器に、果汁、
コーヒ等の飲食品を充填し、その口部に、アルミ
ニウム箔あるいはアルミニウム箔とプラスチツク
フイルムを積層した可撓性材料を基材とする蓋を
ヒートシールした密封容器の、内圧を検査する方
法及びその装置に関する。

［従来の技術と解決すべき課題］ 近年、紙、プラスチツク、アルミニウム箔等を
積層した複合材料よりなる密封容器が多用されて
いる。

このような容器に、飲食物等の内容物を充填し
て密封した後、容器の内部圧力を知ることは、容
器の漏洩箇所の有無、内容物の変敗等を知る上で
重要である。

従来、内容物を充填した密封容器の内部圧力
（内圧）を検査する方法としては、次のような方
法がある。

第一は、金属缶やガラス壜に0.2mm乃至0.3mm程
度の厚さのブリキやアルミニウム板からなる蓋を
施した容器の蓋面に、力学的作用によつて衝撃を
与え、これによつて発生した自由振動と容器内圧
との相関性を利用した打検法によつて容器の内圧
を検査する方法である。

しかし、この方法は、厚みが0.1mm以下のアル
ミニウム箔を基材とした蓋には弾力的性質がほと
んどなく、衝撃を与えても自由振動が発生しない
ため、上述したアルミニウム箔を蓋の基材とした
容器に適用することは不可能であつた。

第二は、容器の内部圧力に応じて変形する可撓
性蓋面の湾曲変形量から、容器の内圧を検査する
方法である。

しかしこの方法も、紙、プラスチツク等の積層
材によつて可撓性蓋面を形成する容器において
は、容器内部に一度圧力が加わると、蓋部が延び
て、蓋面にたるみが生じてしまうため、蓋面の変
形量を正確に測定することができず、したがつ
て、容器の内部圧力を正確に測定することができ
なかつた。

第三は、可撓材からなる容器の一部に押圧部材
を当てて、これを押し込み、このときに押圧部材
が受ける反発力の大きさによつて、容器の内圧を
検査する方法である。

この方法は、容器の内部が加圧（＋圧力）状態
の場合には有効に適用できるものの、容器の内部
が減圧（−圧力）状態の場合には、十分な反発力
を得ることができないため、適用することができ
なかつた。本発明は上記の課題にかんがみてなさ
れたもので、胴部が紙、プラスチツク、アルミニ
ウム箔等を積層した複合材料からなり、蓋がアル
ミニウム箔を基材とした可撓性材料からなる密封
容器の内部圧力を正確かつ確実に検査する方法と
装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず、上記目的を達成すべくなされた、本発明
の原理について説明する。

通常、飲料は90℃乃至95℃程度の高温状態で容
器に充填、密封され、その後常温まで冷却され
る。したがつて、飲料と容器の熱膨張率の違いか
ら、容器の内部は減圧状態となつている。この場
合、容器の胴部壁面に、手、指等で押潰すような
力を加えると容器内の圧力は上昇するが、なんら
かの原因で内部に空気が吸引されていて、高い減
圧状態を維持していない容器は、容器内外の圧力
差が零に近いため、きわめて少ない押潰しで容器
内部の圧力が容器外部の大気圧よりも高くなつて
しまう。そのため、僅かな力を加えるだけで容器
の蓋面を突き出させる。

これに対し、高い減圧状態を維持している容器
は、大きな力で容器の胴部壁面を押潰さないと蓋
面を突出させることができない。

蓋面の突出、すなわち蓋面の凹形から凸形への
大きな変化は一瞬にして行なわれる。また、蓋面
のへこみ、すなわち凸形から凹形への大きな変化
も一瞬にして行なわれる。これらの現象をフリツ
プという。そして、蓋面がフリツプする際におけ
る容器の胴部壁面の押潰し量は、きわめて小さ
い。

したがつて、容器の外部を漸次減圧または加圧
しながら蓋面のフリツプを検知すれば、蓋面がフ
リツプしたときの容器外部圧力と、容器内部圧力
はほぼ等しいとみることができる。これにより、
フリツプしたときの容器の外部圧力を知ることに
より、容器内部の圧力を知ることができる。

以上の事実を、実験データにもとづいて説明す
る。なお、第１図は本実験装置の一部断面図であ
り、第２図は実験データである。

実験の対象となる容器１０１は、厚みが0.3mm
の基材紙の外側に50μのポリエチレン、内側に
30μにポリエチレンと15μのアルミニウム箔、さ
らに最内層に50μのポリエチレンをそれぞれ接着
積層した、巾171mm、高さ130mmの長方形のシート
材を、直径53mmのほぼ円筒形に丸めて熱接着した
胴部と、厚みが100μのアルミニウム箔を基材と
し、内側に50μのポリエチレンを積層し、外側に
5μのエポキシフエノール系塗料を塗布したシー
トを円形皿状にプレス成形した蓋とからなり、こ
の蓋を円筒形胴部の両端に熱接着して形成してあ
る。また、胴部には、容器内の圧力が減圧した
際、胴部の断面積がほぼ正六角形となるように、
予め胴部の縦方向に六本の折目が等間隔に予備加
工してある。

実験装置は、容器１０１の上部蓋面１０２と対
向して渦電流形変位計１０３を配置するととも
に、容器１０１と渦電流変位計１０３をベルジヤ
ー形真空槽１０４の内部に収納している。この真
空槽１０４は、内部の真空度を測定するために圧
力計１０５を備え、排気口１０６には図示せざる
真空ポンプを接続してある。また、渦電流形変位
計１０３及び圧力計１０５の出力信号は、それぞ
れの専用アンプ１０７，１０８を介してＸ−Ｙレ
コーダ１０９のＹ軸及びＸ軸に送られる。

この実験装置において、真空ポンプを運転し、
排気口１０６から徐々に吸引しながら渦電流形変
位計１０３と圧力計１０５の出力信号をＸ−Ｙレ
コーダ１０９に記録したものが第２図に示すデー
タである。

すなわち、第２図におけるグラフの横（Ｘ）軸
は、圧力計１０５で測定した真空槽１０４の真空
度を表わし、縦（Ｙ）軸は変位計１０３で測定し
た蓋面１０２の上下動変位の相対値を表わしてい
る。

ここで、曲線ａは高い減圧状態を維持している
容器（正常容器）、曲線ｂ乃至ｅは高い減圧状態
を維持していない容器（例えば、ピンホール等を
有し、漏洩のある不良容器）の測定例であり、そ
れぞれの曲線は重なり合わないようにするため原
点をＹ軸方向に移動してある。

このデータから理解できるように、高い減圧状
態を維持する容器の場合には容器の空隙が無い
か、あるい空隙があつたとしてもきわめて少ない
ので、真空槽１０４内をかなり大きく減圧しても
蓋面１０２のフリツプは生じない。

これに対し、例えば、ピンホール等から吸引さ
れた空気によつて大きな空隙を有しているため
に、高い減圧状態を維持していない容器は、真空
槽１０４内の減圧につれて容器１０１の内部圧力
が相対的に高くなる。そして、真空槽１０４の圧
力、すなわち容器１０１外部圧力と内部圧力がほ
ぼ等しくなつた瞬間に、蓋面１０２がフリツプし
て、蓋面１０２における変位の変化率が最大とな
る。この現象は、容器１０１の胴部においても生
じるはずであるが、胴部に比べ蓋面の方がはるか
に柔軟性を有するため、実際には胴部にほとんど
変形を生じない。

なお、充填する内容物により、内部が加圧状態
になる容器の場合には、容器の外部を加圧するこ
とによつて、上記と同様のフリツプを得ることが
できる。

しかして、本発明の密封容器の内圧検査方法
は、飲料等の内容物を充填した可撓性の蓋面を有
する容器をチヤンバの内部に収納し、チヤンバ内
を所定圧力まで漸次減圧もしくは加圧するととも
に、この減圧時または加圧時に生じる容器蓋面の
フリツプを検知し、かつ、フリツプを生じたとき
のチヤンバ内の圧力を測定し、この測定した圧力
から容器内部の圧力を求めるようにしてある。

また、本発明の密封容器の内圧検査装置は、飲
料等の内容物を充填した可撓性の蓋面を有する容
器を収納するチヤンバと、このチヤンバ内の圧力
を所定圧力まで漸次減圧もしくは加圧するポンプ
と、減圧時または加圧時のチヤンバ内圧力を測定
する圧力計と、チヤンバ内において容器の蓋面と
対応して配置され減圧時もしくは加圧時における
蓋面の変位を測定する変位計と、この変位計から
の信号を演算して蓋面のフリツプを検知するとと
もに、フリツプを検知したときのチヤンバ内圧力
から容器内圧を求める演算装置とを備えた構成と
してある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第３図にもとづいて
説明する。

３０１−１，３０１−２，……，３０１−ｎは
カートンケース３１０に配列収納された容器で、
内部に飲食品が充填してある。一般に直径50mm程
度の容器では５行×６列の合計30個を１ケースと
することが多いが、４行×５列あるいは５行×５
列などの種々の場合があり得る。３０３はチヤン
バたる真空槽であり、床部３０４の所定位置にカ
ートンケース３１０を出し入れするため、図示せ
ざる開閉装置によつて開閉動作を行なう。３０５
−１，３０５−２，……，３０５−ｎは非接触式
の渦電流形変位計で、真空槽３０３の内部におい
て各容器３０１−１，３０１−２，……，３０１
−ｎの蓋面３０２−１，３０２−２，……，３０
２−ｎと対向して配設されており、それぞれの蓋
面３０２−１，３０２−２，……，３０２−ｎま
での距離に比例した電圧を発生する。

真空槽３０３は、床部３０４と接触する口部に
パツキン３０６を取付けるとともに、適所に排気
口３０７が設けてある。排気口３０７は電磁弁３
０８を介して図示せざる真空ポンプと接続し、真
空槽３０３内の圧力を減圧する。電磁弁３０８
は、真空槽３０３の閉止と同期して電磁弁制御回
路３２６によつて開かれる。３０９は圧力計であ
り、真空槽３０３内の圧力を測定し、圧力の変化
に比例した電圧を発生する。

３２０は高速切替器であり、各変位計３０５−
１，３０５−２，……，３０５−ｎ及び圧力計３
０９の出力電圧信号を順次切変えてアナログ−デ
イジタル変換器３２１に送る。３２２はアナログ
−デイジタル変換器３２１でデイジタル化された
各信号を各チヤンネルM₁，M₂，……，M_o，M_p
に記憶するメモリである。各チヤンネルM₁，
M₂，……，M_oには、第２図に示すような信号が
記憶される。なお、この場合、チヤンネル数は容
器30個分と圧力計用の１個を加え、30チヤンネル
としてある。

３２３は演算装置であり、チヤンネルM₁，
M₂，……，M_o内の信号に対してチヤンネルM_p
内の信号による二階微分を演算して各容器３０１
−１，３０１−２，……，３０１−ｎの蓋面３０
２−１，３０２−２，……，３０２−ｎのフリツ
プの有無を調べる。

３２４は演算装置３２３の出力にもとづいて容
器の不良判別を行なう不良容器判別装置たる負パ
ルス検出回路であり、演算装置３２３から負のパ
ルスが出力された際に不良判別信号３２４ａを出
力する。３２５は負パルス検出回路３２４からの
不良判別信号３２４ａを記憶するメモリで、例え
ば、検査が終了して真空槽３０３が開いた際に、
図示せざる不良容器排出装置に信号を送つて作動
させる。

また、３２６は電磁弁制御回路であり、負パル
ス検出回路３２４からの信号３２４ａによつて電
磁弁３０８を閉じて真空槽３０３内へ外気を導入
し、それ以上の真空度の上昇を停止させ、不良容
器からの内容物の漏出による周囲容器の汚染を防
止する。さらに、電磁弁制御回路３２６は比較器
３２７からの信号によつても電磁弁３０８を閉じ
て真空槽３０３内へ導入する。これは、容器がす
べて正常である場合には、真空槽３０３内圧が容
器の種類ごとに定められた所定圧力に達しても、
不良判別信号３２４ａを発しないので、真空槽３
０３の内部圧が予め設定器３２８に設定した圧力
に達したときに、電磁弁制御回路３２６に信号を
送つて検査を終了させるためである。

次に、上記装置を用いた検査方法について説明
する。

飲食品を充填して密封した容器３０１−１，３
０１−２，……，３０１−ｎを多数収納したカー
トンケース３１０を床部３０４の所定位置に載置
する。次いで、真空槽３０３を閉じて各容器３０
１−１，３０１−２，……，３０１−ｎの蓋面３
０２−１，３０２−２，……，３０２−ｎに、対
応する渦電流形変位計３０５−１，３０５−２，
……，３０５−ｎをそれぞれ対向させる。同時
に、電磁弁制御回路３２６により電磁弁３０８を
開き排気口３０７を介して真空槽３０３を吸引す
る。この真空槽３０３内の圧力変化と、各容器の
蓋面３０２−１，３０２−２，……，３０２−ｎ
の変位を圧力計３０９と各渦電流形変位計３０５
−１，３０５−２，……，３０５−ｎによつてそ
れぞれ電圧信号として測定する。そして、これら
の各電圧信号は高速切換器３２０によつて順次ア
ナログ−デイジタル変換器３２１に送られ、ここ
でデイジタル信号とされた上で、メモリ３２２の
各チヤンネルM₁，M₂，……，M_o，M_pに記憶さ
れる。

各チヤンネルM₁，M₂，……，M_oに記憶され
た各信号は、演算装置３２３において、チヤンネ
ルM_o内の信号による二階微分の演算が行なわれ、
各容器３０１−１，３０１−２，……，３０１−
ｎの蓋面３０２−１，３０２−２，……，３０２
−ｎのフリツプの有無を調べる。

第４図における曲線ｉは、ある容器３０１−ｘ
の蓋面３０２−ｘがフリツプしことを示してい
る。

このようにして、蓋面３０２−ｘにフリツプを
生じた場合には、このときの真空槽３０３の内部
圧力（真空度）から、フリツプを生じた容器３０
１−ｘの内部圧力を求める。

また、この密封容器の内圧検査装置を、密封容
器の漏洩検査方法に応用する場合は、次のように
する。

すなわち、演算装置３２３における二階微分の
結果にもとづき、蓋面にフリツプを生じた圧力に
おいて、演算装置３２３の出力を正の値から負の
値に急変させる。

第４図の曲線，はこの状態を示したもので
ある。ここで曲線は、曲線を微分したもので
あり、曲線の勾配を表わしている。曲線はさ
らに微分したもので、曲線に対して二階微分を
行なつたものであり、蓋面３０２−ｘがフリツプ
が生じる圧力において、演算装置３２３の出力が
正値から負値へ急変することを示すとともに、他
の圧力時においては出力がほとんど零の値である
こを示している。

上記のように、演算装置３２３から負のパルス
が出力されると、負パルス検出回路３２４から不
良判別信号３２４ａを、メモリ３２５と電磁弁制
御回路３２６に出力する。これにより、電磁弁制
御回路３２６が電磁弁３０８を閉じるとともに、
真空槽３０３が開いた際にメモリ３２５からの信
号によつて図示せざる不良容器排出装置が作動
し、不良容器を収納したカートンケース３１０を
所定の場所に排出する。

なお、図示してないが、どの容器が不良なのか
を示す表示装置を設けてあるので、排出したカー
トンケース３１０から不良容器のみを取出すこと
ができる。

一方、カートンケース３１０に不良容器が入つ
ておらず、フリツプを生じない場合には、圧力計
３０９が設定器３２８に設定された圧力と同じ圧
力に達すると、比較器３２７から電磁弁制御回路
３２６に信号を送り、電磁弁３０８を閉じて検査
を自動的に終了させる。そして、真空槽３０３を
開いた後に、図示せざる送出装置によつてカート
ンケース３１０を次工程に送る。

本発明の検査を正確に行なうには、カートンケ
ース３１０内の圧力と真空槽３０３内の圧力とが
一致しなければならない。しかし、一般のカート
ンケースにおいては、コーナ部の合せ目を全面接
着していないので、この部分に十分な通気性があ
り、５cmHg／sec以下の比較的ゆつくりした排気
速度ではなんら問題はなかつた。また、８cm
Hg／sec以上の速度で排気する場合は、カートン
ケースに排気口３１１を設ける必要があるが、こ
の排気口３１１は、カートンケースに通常設けら
れる搬送用の把手孔を十分兼用できる。

なお、本発明の密封容器の内圧検査方法及びそ
の装置は、容器の漏洩検査のみならず、内容品の
変敗によるガス発生膨張の検知にも適用すること
が可能である。すなわち、真空ポンプに替えて加
圧ポンプを用い、チヤンバ内を加圧して変敗内容
品を含んだ容器の蓋面を没入させて、このときの
蓋面変位を演算装置で二階微分演算するととも
に、フリツプを生じたときの容器内圧の大きさに
応じてその出力信号を正のパルスとすることによ
り、変敗の生じていることを検査することもでき
る。

また、真空ポンプを加減圧装置に替え、チヤン
バ内の圧力を初め最大値まで加圧した後、徐々に
減圧して行く方法によつても検査を行なうことが
できる。ただしこの場合は、加圧領域分のメモリ
を追加する必要がある。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、容器蓋面のフリ
ツプを検知するとともに、このときの容器外部の
圧力を測定することによつて、容器内部の圧力を
短時間のうちに、簡単かつ正確に求めることがで
きる。

また、変位計として、非接触式渦電流式の変位
計を用いた場合には、カートンケース等に収納さ
れている容器をそのままの状態で検査することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は第１図
にもとづく実験のデータ図、第３図は本発明の一
実施例の説明図、第４図は演算装置における演算
の状態を示すデータ図である。 ３０１−１，３０１−２，……，３０１−ｎ：
容器、３０２−１，３０２−２，……，３０２−
ｎ：蓋面、３０３：真空槽（チヤンバ）、３０５
−１，３０５−２，……，３０５−ｎ：渦電流形
変位計、３０７：排出口、３０８：電磁弁、３１
０：カートンケース、３２２：メモリ、３２３：
演算装置、３２４：不良容器判別装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 飲料等の内容物を充填した可撓性の蓋面を有
   する容器をチヤンバの内部に収納し、チヤンバ内
   を所定圧力まで漸次減圧もしくは加圧するととも
   に、この減圧時または加圧時に生じる容器蓋面の
   フリツプを検知し、かつ、フリツプを生じたとき
   のチヤンバ内の圧力を測定し、この測定した圧力
   から容器内部の圧力を求めることを特徴とした密
   封容器の内圧検査方法。 ２ 飲料等の内容物を充填した可撓性の蓋面を有
   する容器を収納するチヤンバと、このチヤンバ内
   の圧力を所定圧力まで漸次減圧もしくは加圧する
   ポンプと、減圧時または加圧時のチヤンバ内圧力
   を測定する圧力計と、チヤンバ内において容器の
   蓋面と対応して配置され減圧時もしくは加圧時に
   おける蓋面の変位を測定する変位計と、この変位
   計からの信号を演算して蓋面のフリツプを検知す
   るとともに、フリツプを検知したときのチヤンバ
   内圧力から容器内圧を求める演算装置とを備えた
   ことを特徴とする密封容器の内圧検査装置。 ３ 変位計が、非接触式渦電流式の変位計である
   ことを特徴とした特許請求の範囲第２項記載の密
   封容器の内圧検査装置。